Проектирование режима орошения, техники полива и оросительной системы с применением дождевальных машин Днепр ДФ-120-04 в Кущевском районе

   Предполивная влажность почвы определяется также характером почв и их свойствами. Большая предполивная влажность (65...75%) должна быть обеспечена на глинистых и тяжелосуглинистых почвах, меньшая (50%) —на супесчаных.

   На засоленных землях предполивную влажность увеличивают до 65...75% скважности, особенно для тех сельскохозяйственных культур, на развитие которых соли в почве оказывают наиболее отрицательное воздействие (хлопчатник, травы, овощи, кормовые культуры).

     Поливная норма в большой степени зависит от способа и техники полива. Так, при поливе по бороздам наименьшая поливная норма составляет около 600 м3/га, что обусловлено возможностями техники полива, обеспечением равномерности распределения воды по площади поля. При поливе по полосам, а особенно по широким и длинным, поливная норма составляет 1,5...2 тыс. м3/га и более, что значительно превышает потребности растений в воде. Поэтому коэффициент полезного использования воды при таком поливе низок, так как большая часть поданной воды идет на глубинный сброс, на питание грунтовых вод. Поэтому при самотечном поверхностном способе орошения поливные нормы в вегетационный период следует принимать от 600 до 1000...1100 м3/га, дифференцируя их в течение вегетационного периода в зависимости от изменения водопотребления сельскохозяйственной культуры.

    При дождевании происходит более равномерное распределение влаги по полю практически при любой поливной норме (50, 100...200 м3/га). В то же время при дождевании на поверхности почвы (безнапорное впитывание) не образуется слой воды. При этом скорость впитывания воды в почву значительно ниже, чем при напорном впитывании при самотечном поверхностном поливе. Поэтому максимальные поливные нормы при дождевании обычно составляют 600...700 м3/га. Отсюда и слой почвы, промачиваемый при дождевании, значительно меньше, чем при самотечном поверхностном способе полива. В среднем он составляет 0,3...0,6 м. Таким образом, при дождевании поливные нормы в вегетационный период принимают 300...700 м3/га. Поливы при дождевании более часты, водный режим расчетного слоя почвы характеризуется меньшими колебаниями влажности. Поливные нормы более стабильны по величине.

    Кроме поливов, обеспечивающих потребность растений в воде в вегетационный период, применяют поливы специального назначения, обеспечивающие влажность в почве перед ее обработкой, посевом и др. К таким поливам относят: предпосевной, посадочный и подкормочный. Эти поливы проводят нормой 200...400 м3/га. Подкормочный полив предназначен для введения с поливной водой питательных веществ в почву. В этом случае поливная норма составляет 100...200 м3/га.

    При ранне-осенних и поздне-весенних заморозках для выравнивания температуры и влажности воздуха дождевание проводят нормой 50,..100м3/га.

    На засоленных почвах поливные нормы увеличивают на 15...30% для проведения промывного режима орошения. Назначение таких поливов — подавление восходящих токов минерализованных грунтовых вод для предотвращения вторичного засоления почв.

    Особое значение имеют влагозарядковые или запасные поливы. Их проводят, как правило, в осенне-зимний период нормами 1000...2000 м3/га. Они предназначены обеспечить высокую (обычно около 90% ППВ) влажность в расчетном слое почвы к началу вегетационного периода.

   Для того чтобы вся требуемая поливная норма разместилась в расчетном слое почвы и обеспечила ее проектную влажность, следует учитывать потери воды при поливе. При самотечном способе полива чаще всего потери проявляются в виде глубинных сбросов воды и сбросов поверхностных вод в нижней части поля. При самотечном поверхностном способе полива более точно поливная норма дозируется при поливе по бороздам, менее точно — при поливе по полосам и затоплении чеков. Поэтому и потери воды при поливе на глубинный сброс увеличиваются в том же порядке. При дождевании потери образуются в результате испарения части капель дождя в воздухе, с листовой поверхности и в результате стока с поверхности земли при интенсивности дождя, превышающей скорость впитывания воды в почву. При назначении поливных и оросительных норм следует вводить коэффициенты, учитывающие потери.

 

1.3.1 Водопотребление сельскохозяйственных  культур

 

     В результате жизнедеятельности растения потребляют из почвы воду вместе с питательными веществами. Поглощенная вода испаряется с поверхности листьев - это процесс транспирации. Одновременно вода испаряется с поверхности почвы, поэтому при определении затрат воды на возделывание той или иной с/х культуры учитывается испарение и с листьев, и с почвы. Это суммарное испарение называется «водопотребление». Режим водопотребления складывается следующим образом: После посева, когда всходы отсутствуют, вода расходуется только с поверхности почвы - суточный рацион незначителен. С появлением всходов начинается транспирация, расход воды возрастает и достигает максимума в период

цветения и формирования плодов. Затем, водопотребление начинает спадать и круто обрываться с отмиранием листьев.

     Таким образом, величина водопотребления зависит от климатических условий, влажности почвы, вида и урожайности с/х культур и других факторов. В практике орошаемого земледелия существует несколько методов определения водопотребления, которые можно объединить в три группы:

1)  теоретические - основаны на физических законах испарения и энергии;

2) метеорологические - когда водопотребление функционально связано с

    метеорологическими факторами;

3) имперические - величина водопотребления или отдельные коэффициенты     

    определяются экспериментальным путем.

     Метод академика А.Н. Костякова:

 

Е = Кв·У , м/га      (5)

 

Е - суммарное водопотребление, м /га;

Кв - коэффициент водопотребления, м3/ц;

У - урожайность с/х культур, ц/га.

    Биологический коэффициент рассчитывается как:

 

Kб = E/ ∑t ,       (6)

 

Кб - биологический коэффициент;

∑t - сумма активных температур за рассматриваемый период.    

Таблица 11 - Определение запасов влаги в корнеобитаемом слое почвы лука репчатого

Глубина активного слоя врдопотребления H, м	Масса естественного сложения α, т/м3	Влажность почвы  rнв,%	Мин. Влажность почвы rmin,%	Фактическая влажность почвы rф,%	Запасы влаги, м3/га
					Wmax=100*H*α*rнв	Wmin=100*H*α*rmin	Wф=100*H*α*rф
0,4	1,26	32,2	22,54	32,2	1622,88	1136,016	1622,88

 

  Запас влаги определяется по формуле:

 

Wmax =100·Н·α·rнв ,  м3/га     (7)

 

Wmax - max запас влаги в корнеобитаемом слое почвы, м3/га;                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      

Н - глубина корнеобитаемого слоя почвы, м;

α - объемная масса почвы в естественном сложении, т/м3;

rнв- - наименьшая влагоёмкость почвы, % от веса сухой почвы.

     Запасы влаги в корнеобитаемом слое почвы не представляется удерживать на одном каком-либо уровне. В связи с этим, производится поддержание запасов влаги в корнеобитаемом слое почвы.

 

Wmax =100·Н·α· rmin, м3/га     (8)

 

Wmin - минимально-допустимый запас влаги в корнеобитаемом слое

                  почвы, м3/га;

rmin - минимально-допустимая влагоемкость почвы, % .

     Минимально-допустимая влагоемкость определяется по формуле:

 

                                        rmin =0,8 * rнв ,  %                       (9)                                 

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          коэффициент 0,8 - принимается для лука репчатого.

 

     Расчет запасов влаги в корнеобитаемом слое почвы. Влага в почве под влиянием различных сил находится в неодинаковом состоянии. Влага в почве находится в следующих формах и состояниях. Связанная влага в почве представлена гигроскопической влагой - это влага, сорбированная вокруг мелких частиц почвы и удерживаемая молекулярными силами. Так как молекулярные силы превосходят сосущую силу растений, то данная влага не доступна растениям.

     Свободная влага находится вне сорбционных сил, представлена капиллярной и гравитационной.

     Капиллярная влага - это влага, удерживаемая за счет капиллярных сил почвы, и которая заполняет капиллярные промежутки или поры почвы. Корневым волоскам она доступна. Высота капиллярного подъема у разных почв различна и составляет для песков 18-20 см, для супесей 100-150 см, суглинков 150-300 см, глин 300-400 см.

     Гравитационная влага способна к передвижению в почве под действием силы тяги. Движение гравитационной влаги в почве, называют ее фильтрацией. Влагоемкость   почвы - это способность почвы поглощать и удерживать определенное количество воды в почве. Она зависит от состояния увлажненности, пористости, температуры почвы, концентрации и состава почвенных растворов, степени окультуренности почвы и др. С повышением температуры почвы и воздуха влагоемкость уменьшается, за исключением почв, обогащенных перегноем. Влагоемкость меняется по генетическим горизонтам и высота почвенной колонки. Наибольшее количество влаги, которое может содержаться в почве при условии полного заполнения всех пор и пустот, соответствует полной влагоёмкости (ПВ).

     Наименьшая влагоемкость (НВ) - это максимально возможное содержание капиллярно-подвешенной влаги в почве в естественном ее сложении, после стекания всей гравитационной влаги.

     Наименьшая влагоемкость, выраженная в объемных процентах, для песчаных почв равна 4-6, для супесчаных 6-15, для легкосуглинистых 12-25, для суглинистых и глинистых почв 25-35.

     Когда влажность почвы снижается до 60-70 % наименьшей влагоемкости в почве нарушается сплошное капиллярное передвижение воды. Такое состояние влаги в почве называется « влажностью заведания ». Она близка к влажности замедленного роста растений и соответствует нижнему пределу оптимальной влажности для роста и развития растений. Такое состояние влажности указывает на необходимость проведения полива.

     Количество воды, соответствующее оросительной норме, подается в почву отдельными поливными нормами с таким расчетом, чтобы в почве не нарушались нормальные условия питательного режима растений. А также, чтобы поданная вода не просачивалась вглубь и не питала грунтовые воды. Следовательно, в почву нужно подать столько воды, сколько она сможет удержать в расчетном слое, где находится основная масса корней.

 

1.3.2 Расчёт запасов влаги в почве  и поливной нормы

 

     Поливной нормой называется количество воды, подаваемое на 1 га орошаемой площади за один полив.

     С агромелиоративной и организационно-хозяйственной точки зрения можно выделить следующие виды поливов:

    Предпосевной полив проводят с целью увлажнения почвы и получения дружных и полных всходов, укоренения, быстрого роста и развития с/х структур в начальный период жизни растений.

•   Влагозарядковый полив производят в зонах недостаточного увлажнения, где бывает сухая весна и осень, чтобы к началу вегетации с/х культур запас влаги в почве приближался к максимальному;

•   Провокационный полив делают с целью вызвать прорастание сорняков, которые уничтожают предпосевной культивацией;

•   Вегетационные поливы являются основными поливами с/х культур и проводятся в период вегетации;

•   Промывные поливы проводят, как правило, в осенний или осенне-зимний периоды с целью удаления из почвенных грунтов в дренажную сеть избытка водорастворимых солей.

   Поливные нормы   рассчитываются по формуле:

m = Wmax – Wmin , м3/га                                          (10)

 

 

Таблица 12- Определение поливной нормы лука репчатого

Культура	Wmax	Wmin	Wф	Поливная нрма
				m1	m2
Лук репчатый	1600	1100	1600	0	500