Научно-технический обзор Ресурсосбережение как важнейший фактор повышения конкурентоспособности . мелиоративного сектора АПК (стр. 2 )

Одной из ресурсосберегающих технологий полива, позволяющих создать оптимальный поливной режим с целью сохранения экологического равновесия при повышении урожайности кормовых культур, является применение дифференцированного режима орошения и послойного регулирования водного режима почвы. В обоих случаях поддержание водного режима почвы на оптимальном уровне определяется двумя основными параметрами: правильным установлением глубины увлажнения активного слоя и поддержание в этом слое предполивной влажности на определенном уровне.

Относительно глубины увлажнения кормовых культур с глубокой корневой системой (люцерна, кукуруза, сорго и др.) существуют две концепции. Первая (традиционная) — за глубокое (0,7...1,0 м) увлажнение с повышенными межполивными периодами, другая — за неглубокое (0,4...0,5 м) увлажнение с малыми межполивными периодами. Обе концепции имеют недостатки, поскольку не обеспечивают равномерности увлажнения почвы по отдельным слоям корнеобитаемого слоя. В первом случае сильно пересушиваются верхние слои почвы вследствие длительного межполивного периода, во втором — чрезмерно иссушаются нижние слои почвы. Избежать этих недостатков можно чередованием поливов с малой и повышенной глубиной увлажнения активного слоя, что существенно улучшит качество полива за счет равномерности увлажнений.

* Ресурсосбережение при дождевании

Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия

Снижению ресурсосберегающей поливной нормы способствуют: установление платы за воду, забираемую для полива; повышение надежности функционирования дождевальных машин и их мобильности; автоматизация работы дождевальных машин; исключение из технологии полива длительных холостых переездов и перебазировок; снижение технологических потерь поливной воды при перемещении дождевальных машин.

* Технология водосберегающего орошения кормовых культур

Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия

Для повышения эффективности оросительных мелиораций выбор экологически безопасной технологии и технологических средств полива с учетом экономии поливной воды в последние годы приобрел первостепенное значение. Ведущие страны мира отдают предпочтение таким способам полива, которые позволяют регулировать водоподачу в соответствии с водопотреблением сельскохозяйственных культур. В практике этим требованиям отвечают все способы локального орошения, в том числе и внутрипочвенное. Использование данного способа орошения позволяет создать оптимальный водно - воздушный режим почвы, сохранить ее структуру и улучшить аэрацию, обеспечить наиболее благоприятное для растений капиллярное увлажнение почвы. В результате этого урожайность сельскохозяйственных культур возрастает на 20…30 % в сравнении с дождеванием.

Однако возможности внутрипочвенного орошения из-за недостаточной изученности теоретических основ и технологии полива реализованы не полностью. В связи с этим возникла необходимость проведения ряда исследований, связанных с разработкой технологии внутрипочвенного орошения люцерны на зеленый корм в Волго-Ахтубинекой пойме.

В силу географических условий климат поймы резко континентальный и засушливый. Среднегодовая температура воздуха составляет около 8°С, величина осадков 300-350 мм. В теплый период (с апреля по октябрь) выпадает 2/3 годовых осадков. Испаряемость в среднем оценивается в 900…1000 мм.

В геоморфологическом отношении участок находится в подзоне аллювиальных луговых сложных легкосуглинистых почв. Содержание гумуса невысокое. В слое 0-0,5 м в среднем оно составляет 0,86…0,88 % сухой почвы. Для метрового слоя почвы плотность на участке с дождеванием составила 1,44 т/м3, а при ВПО 1,50 т/м3. Наименьшая влагоемкость соответственно 19,31 и 19,27 % от массы сухой почвы. Почвы не засолены. Созданию благоприятного солевого режима способствовали ежегодные поднятия паводковых вод, выполняющих функции естественных промывок, относительно близкое залегание песков и супесей. Для большей части пойменных почв количество легкорастворимых солей в зоне аэрации не превышало 0,1…0,2 %, хлор вымыт за пределы двухметровой толщи. На делянке с исследуемым способов полива содержание натрия несколько больше, чем при дождевании. При этом среднее значение этого элемента в слое 0…0,5 м не превышало 1 %.

С учетом механического состава и фильтрационных свойств почв для обеспечения оптимального режима увлажнения предусмотрены: минимальная глубина закладки труб внутрипочвенного орошения 0,5 м и мероприятия по предотвращению просачивания поливной воды в нижние слои почвенного профиля. С этой целью под увлажнителем устроен противофильтрационный экран из полиэтиленовой пленки шириной 0,25…0,30 м. Экран над увлажнителем устроен для предотвращения его заиления и увеличения расстояния между увлажнителями за счет увеличения контура увлажнения.

На опытно-производственном участке внутрипочвенного орошения в условиях, приближенных к производственным, были изучены две конструкции увлажнителей, выполненные из гончарных труб с внутренним диаметром 50 мм и длиной 333 мм. В первой конструкции трубы соединены муфтами из полиэтиленовой пленки шириной 0,1 м, расстояние между увлажнителями 2,0 м. Во второй конструкции трубы уложены вплотную друг к другу, стыки их не изолированы, расстояние между увлажнителями 1,5…2,0 м.

Все увлажнители имеют длину 125 м. Уклон увлажнителей 0,002.

Динамику влажности в полевых условиях изучали на специальных водно-балансовых площадках, расположенных по диагонали делянки на расстоянии 20 м от головы, в середине и 20 м от конца увлажнителя. Пробы на влажность в поперечном сечении между увлажнителями брали над увлажнителем через каждые 0,2 м и в середине между увлажнителями по вариантам. Пробы на влажность по вертикали отбирали через 0,1 м на глубину до 1 м в четырехкратной “повторности” до, и после полива, через сутки, двое.

Эффективность систем внутрипочвенного орошения находятся в прямой зависимости от правильного установления параметров техники полива, расстояний между внутрипочвенными увлажнителями и глубины их укладки, оптимизации поливных норм, скорости впитывания воды, длины внутрипочвенных увлажнителей.
Анализ исследований различных авторов, а также собственных исследований позволил сделать вывод, что во всех случаях расстояние между увлажнителями для культур сплошного сева следует назначать из условий смыкания контуров увлажнения и увязывать с капиллярными свойствами почвы.

При внутрипочвенном орошении количество испаряющейся воды минимально, но фильтрационные потери, особенно, в однородных почвах, могут быть значительные. Их величина зависит от конструкции увлажнителей и находится в прямой зависимости от величины пьезометрического напора над осью увлажнителя и режима влажности почв.
В результате исследований установлено, что распределение влаги после полива и форма контуров увлажнения при внутрипочвенном орошении определяются прежде всего водно-физическими свойствами почвы, свойствами конструкций увлажнителя и гидравлическим режимом их работы.

Большое положительное влияние на качество увлажнения почвенного  слоя  оказывают  поливные  нормы.  При  поливе  большими
(600 м3/га) нормами поливная вода просачивается на большую глубину, чем при малых. Однако малые поливные нормы создают более равномерное увлажнение по всему профилю почвы.

Использование систем внутрипочвенного орошения для полива люцерны на зеленую массу в условиях аллювиальных, слоистых легких суглинков позволяет повысить урожайность этой культуры на 11…15 % при меньших затратах труда и экономии поливной воды на 10…13 % по сравнению с дождеванием (ДДА-100МА).

* Методы увеличения производства риса при меньших расходах оросительной воды

ГНУ ВНИИриса

Расходы воды на орошение риса в 2-3 раза выше, чем для других зерновых культур, при том что рисовые оросительные системы у нас в стране размещены в дельтах южных рек (в связи с чем на фоне возрастающей конкуренции, например, со стороны промышленного сектора экономики и таких культур, как пшеница, кукуруза, сахарная свекла, посевам риса достается все меньше воды).

Всероссийским НИИ риса предложены режимы орошения, обеспечивающие получение урожаев риса не ниже, чем при традиционных режимах, но при меньших расходах оросительной воды. Основные из них следующие:

1. Двухнедельное прекращение подачи воды на посевы риса в фазу кущения.

Биометрический анализ урожая показал, что двухнедельное прекращение подачи воды не сказывается негативно ни на величине урожая, ни на качестве зерна, более того, в отдельные годы отмечалось повышение урожайности. Объясняется это тем, что при влажности почвы не ниже 80 % ПВ физиологическая активность корней не снижается, а непродуктивное кущение прекращается. Осушение поля в более поздние сроки (трубкование) приводит к снижению урожая.

2. Специальный режим орошения в период формирования зачаточных структур.

Величина урожая в значительной степени зависит от температурных условий в период формирования зачаточной метелки, продолжительность которого составляет 25…30 дней. Благоприятным условием для закладки высокопродуктивной метелки является понижение температуры воздуха на 2…3°C ниже среднемноголетней – с помощью слоя воды, увеличивая его с 5…8 до 20…25 см. Получается, что при одинаковых расходах оросительной воды на единицу площади расход ее на единицу продукции заметно снижается.

3. Прерывистое затопление в фазе созревания риса.

Урожайность риса при прерывистом затоплении оказывается выше за счет более полного налива зерна. Это можно объяснить тем, что при снижении слоя воды за счет эвапотранспирации концентрация минеральных элементов в воде увеличивается (эффект выпаривания), и корни растений, расположенные близко к поверхности почвы, имеют возможность поглощать большее их количество.

* Водосбережение в сельском хозяйстве

Китай

За счет реализации стратегии водосбережения в Китае удалось стабилизировать водопотребление при увеличении площади орошаемых земель и урожайности сельскохозяйственных культур. Экономия воды в сельском хозяйстве обеспечивается посредством улучшения структуры посевов, оптимизации распределения поверхностных и грунтовых вод, использования возвратных и сточных вод промышленных предприятий, предотвращения фильтрации в каналах, планировки земель, совершенствования приемов орошения и возделывания культур. Шире применяются неструктурные методы, такие как мульчирование или устройство мембранных покрытий для сохранения влаги в почве, минимальная обработка почвы и глубокая заделка семян, размещение посевов культур в междурядьях, химических водоудерживающих веществ. Пропагандируется бережное отношение к воде, практикуется платное водопользование.