Оросительные системы

 

Чтобы поливная вода не оказала отрицательного влияния на почву, растения и в целом на окружающую среду, она должна удовлетворять определенным требованиям в отношении содержания солей, токсических веществ и взвешенных частиц, а также температуры.

По температуре поливная вода не должна сильно отличаться от почвы, причем желательно, чтобы в холодные дни поливная вода  несколько согревала  почву,  а  в жаркие — охлаждала ее.

Для полива лучше использовать вечерние, ночные и утренние часы. При орошении водами горных рек или подземными водами с низкой температурой на оросительной системе необходимо устраивать специальные  бассейны  для  согревания воды.

Для полива овощных культур используют воду температурой от 15...18 до 20...260С в зависимости от зоны. В районах жаркого климата, где температура на поверхности почвы достигает 40...50 °С и в пахотном слое удерживается до 25... 30 °С, полив водой температурой 15...18 °С может оказаться вредным.

Взвешенные частицы, содержащиеся в оросительной воде, могут оказывать и положительное, и отрицательное влияние. Вода с большим количеством взвешенных частиц, особенно крупнее 0,1 мм, вызывает заиление водохранилищ и каналов, забивает насосы, трубопроводы и др. В то же время отложение частиц после каждого полива приводит к непрерывному повышению поверхности почвы, улучшению условий ее дренирования и структуры, накоплению питательных элементов, а на песчаных почвах — к повышенной водоудерживающей способности. Если взвешенные частицы очень мелкие (менее 0,005 мм), они могут ухудшать физические свойства почвы: образуется корка, уменьшается водопроницаемость и аэрация почв. Использование мутной воды при дождевании может также привести к образованию пленки на листьях и в результате — к снижению фотосинтетической деятельности. На практике не допускается в сеть, в том числе и закрытую, вода, содержащая частицы крупнее 0,10...0,15 мм.

Оросительная вода содержит различные растворенные соли. Наиболее минерализованные — подземные воды, но встречаются высокоминерализованные воды водохранилищ, прудов и озер. Считается, что при содержании солей до 1...1.5 г/л вода является безвредной для растений. При содержании солей 1.5...3 г/л химическим анализом надо выяснить, какие соли растворены в воде. Для хорошо водопроницаемых почв считают предельно допустимыми следующие содержания солей: соды (Nа2СОз) — менее 1 г/л, поваренной соли (NaCl)—менее 3, глауберовой соли (Na3SO4)—менее 5 г/л. Если общее содержание водорастворимых солей превышает 3 г/л, применять воду для орошения можно только на хорошо водопроницаемых почвах с глубоким залеганием водоупора, при экономном ее расходовании и высокой агротехнике. При содержании солей более 5...6 г/л для орошения вода непригодна [15, c.126].

Допустимая концентрация химических элементов в оросительной воде представлена в табл.5.

 

 

 

 

Таблица 5 - Допустимая концентрация химических элементов в оросительной воде

Элемент	Допустимая концентрация, мг/л	Элемент	Допустимая концентрация, мг/л
Алюминий	5,0	Железо	5,0
Мышьяк	0,1	Свиней	5,0
Бериллий	0,1	Литий	2,5
Кадмий	0,01	Никель	0,2
Бор	0,75	Марганец	0,2
Хром	0,1	Молибден	0,01
Кобальт	0,05	Селен	0,02
Медь	0,2	Ванадий	0,1
Фтор	0,2	Цинк	2,0

 

В настоящее время имеется некоторый опыт по высокоэффективному орошению сенокосов и пастбищ минерализованными водами. Однако ряд зарубежных и советских специалистов считают, что тенденция использования минерализованных вод, в том числе и морских, без глубоких исследований может усугубить процессы засоления.

В оросительной воде могут содержаться различные токсические вещества, влияющие на рост растений и качество продукции. Некоторые вещества безвредны для растений, но накопление их в растениях до определенных концентраций может быть опасным для животных и человека.

 

2.3 Интенсивность дождя. Расчёт интенсивности дождя

 

Интенсивность дождя бывает средняя и допустимая. Средняя интенсивность это отношение среднего слоя осадков, выпавших на определенной площади при одновременном поливе, ко времени их выпадения.

Этот параметр не зависит от скорости движения машины или вращения аппарата. Его определяют расчетом или экспериментально. Среднюю интенсивность учитывают при подборе дождевальной техники в соответствии с впитывающей способностью почвы орошаемого участка и допустимой интенсивностью дождя.

Пределом продолжительности дождевания считают момент до начала лужеобразования или стока воды с поверхности поля. Практически до этого момента скорость впитывания воды (водопроницаемость) в почву больше или равна интенсивности дождя.

Водопроницаемость — это способность почвы поглощать в единицу времени определенное количество воды. Выражают ее в миллиметрах в 1 мин, в 1 ч, в 1 сутки.

В течение каждого полива и каждого поливного сезона впитывающая способность почвы постоянно снижается.

Допустимая интенсивность дождя — это интенсивность, при которой обеспечивается подача заданной поливной нормы без образования луж и стока воды. Ее значения для тяжелых почв — 0,1—0,2 мм/мин, средних — 0,2-0,3 и легких - 0,5—0,6 мм/мин. [13, c.67].

Проведем расчет интенсивности дождя дождевальной машины ДКШ-64 «Волжанка» по формуле:

 

i=Q60/ω,

 

где Q – расход дождевальной машины, л/с

       ω – площадь  полива с одной позиции, м2.

 

i=62,7*60/ 14400=0,261

 

 

 

 

 

2.4 Сроки полива овощных  культур с учётом фаз развития  растений

 

2.4.1  Методы определения  сроков полива

 

Из-за различия метеорологических условий сроки и число поливов для одной и той же культуры в разные годы неодинаковы. Поэтому в проектах орошения сроки поливов рассчитывают на среднесухие, средние и средневлажные годы, а затем в процессе орошения их корректируют согласно погодным условиям. В настоящее время в практике орошения применяют несколько методов определения сроков полива [3, c.77]:

1) по внешнему состоянию растений. Например, у сеянцев при недостатке  влаги желтеют части листьев (обычно  нижних), наблюдается их увядание  в послеполуденные часы и увеличение  их опадения. Листья капусты при  недостатке влаги покрываются белым сизоватым налетом, а их края несколько подгибаются. Листья томатов при недостатке влаги приобретают темно-зеленую окраску, становится заметной опушен-ность листьев. Однако применение этого метода требует опытных наблюдателей и не всегда дает точные результаты;

2) по физиологическим показателям. К – А. Тимирязев указывал, что  только само растение может  дать наиболее правильный и  точный ответ водообеспеченности при той или другой влажности почвы. Зная, как протекает тог или иной физиологический процесс, можно довольно точно судить о водообеспеченности растений, а следовательно, и назначать очередной полив.

Овощные культуры лучше растут, когда в клеточном соке содержится 90…95 % воды и 10…5 % сухого вещества. При уменьшении воды в клеточном соке всего на 2 %, то есть до 88 %, процессы роста заметно приостанавливаются. Целесообразные пределы концентрации клеточного сока устанавливают применительно к местным условиям и культурам. Концентрацию клеточного сока определяют полевым рефрактометром прямо в поле.

Кроме концентрации клеточного сока, показателями сроков полива могут служить осмотическое давление, сосущая сила, ширина открытия устьиц и др. Эти физиологические показатели растений связаны с влажностью почвы и наиболее объективно отражают состояние водообеспеченности растений;

3) по влажности почвы. Полив проводят, когда запас воды в корнеобитаемом  слое снизится до нижнего предела  оптимальной влажности (влажность  угнетения). В этих целях на  орошаемой площади проводят наблюдения  за влажностью через 5 сут в поверхностных слоях (до 30 см) и через 10 сут в более глубоких слоях почвы (до 1 м). Влажность определяют весовым методом или влагомерами. Пробы берут по слоям через 10 см, а ниже 30 см — через каждые 20 см. Систематическое наблюдение за динамикой влажности почвы позволяет найти среднесуточное понижение влажности и точную дату наступления минимального предела оптимальной влажности, то есть дату полива;

4) биоклиматический метод определения  сроков полива основан на количественных  связях потребления воды культурами с метеорологическими условиями и особенностями самой культуры. Общий расход воды (на транспирацию и испарение) при оптимальной влажности корнеобитаемого слоя почвы может быть приравнен к испаряемости (соотношение между ними составляет 0,81 …1,17). Испаряемость определяют по температуре и относительной влажности воздуха. Далее учитывают влияние ритма развития культуры введением дополнительных коэффициентов, составляющих по декадам так называемую биологическую кривую. В начале вегетации коэффициент биологической кривой равен 0,7…0,8, в период максимального роста — 1,15…1,25, затем — менее 1,0. Среднесуточное значение испаряемости умножают на коэффициент биологической кривой и получают с допустимой для производственных условий точностью значения суточного расхода воды. Суммированием ежедневных расходов находят расход воды за тот или иной период; вычтя осадки за расчетный период и полезный запас в почве к началу этого периода, получим дефицит испаряемости, то есть недостаток влаги;

5) Северным научно-исследовательским институтом гидротехники и мелиорации разработан метод диагностики времени поливов. На основе естественного распределения периодов без эффективных осадков, то есть без осадков более 5 мм/сут. Д. В. Циприс принял 10… 15 дней без эффективных осадков за один единичный засушливый период, 18…22 дня —за два, 23…28 дней— за три, а более 29 дней без осадков более 5 мм/сут — за четыре таких периода. За один единичный засушливый период надо дать один полив на 6…8-й день этого периода. Если выпали эффективные осадки, дату полива переносят в зависимости от количества осадков и температуры воздуха.

Для условий северо-востока Нечерноземной зоны России единично засушливый период можно принять несколько меньшим — 10…12 дней, особенно в жаркую и сухую погоду, приурочивая полив к 6…7-му дню этого периода.

Однако, каким бы методом ни устанавливали сроки поливов, они всегда должны быть согласованы с фазами развития растений и проведением хозяйственных работ.

В разные фазы роста и развития растения предъявляют неодинаковые требования к окружающей среде, в том числе и к почвенной влаге. Поэтому поливы приурочивают к наиболее чувствительным к недостатку влаги фазам развития растений, когда они потребляют ее в наибольшем количестве. Например, для зерновых культур — это фазы кушения, выхода в трубку, колошения и налива зерна. Капуста с момента посадки требует частых поливов, но небольшой поливной нормой, а наибольшее потребление воды наблюдается в период образования кочанов.

Поливы, выполненные в сроки, не согласованные с ходом развития растений, приводят к снижению урожая и ухудшению его качества. Так, полив огурцов во время цветения вызывает опадение завязей и образование нетоварной продукции, в то время как полив в период плодоношения способствует увеличению урожая, улучшению формы и вкусовых качеств огурцов. Полив моркови во вторую половину вегетации может вызвать ее загнивание. Поэтому с учетом особенностей культур устанавливают сроки поливов по одному из приведенных способов для каждой культуры и составляют схемы орошения отдельных культур.

Поливные режимы, установленные расчетным (аналитическим) способом, корректируют с данными научных учреждений и передового опыта и изменяют в зависимости от метеорологических условий года.

 

2.4.2 Сроки и схемы полива  овощных культур

 

Сроки и схемы полива овощных культур представлена в табл.6.

 

Таблица 6 - Сроки и схемы полива

Культура	Очерёдность полива	Фазы развития культуры	Сроки полива
Капуста ранняя	1-й   2-й 3-й 4-й 5-й	Перед высадкой или после высадки рассады Приживание рассады Развитие листьев Завивка кочанов Уплотнение кочанов	05….10.05   20….25.05 05….10.06 15….20.06 01….05.07
Корнеплоды	1-й 2-й 3-й   4-й	Для обеспечения всходов Первый настоящий лист Начало утолщения подсемядольного колена Утолщение корня	25….30.05 10….15.06   10….15.07 10….15.08
Картофель поздний	1-й   2-й 3-й	Образование соцветий, цветение Усиленный рост клубней Усиленный рост клубней	10….15.07   25….30.07 10….15.08