Розділ 3 на тему Режим зрошення культур у сівозміні, Зрошуване землеробство, ХДАУ

Розділ 3 на тему Режим зрошення культур у сівозміні

Україна належить до країн, де меліорація є одним з визначальних факторів стабільного виробництва продуктів харчування, сировини для промисловості, забезпечення продовольчої безпеки держави та експорту продукції сільськогосподарської галузі. В другій половині ХХ століття на півдні України було створено потужний водогосподарсько-меліоративний комплекс: побудовані канали, водойми, великі зрошувально-зволожувальні системи.

На Херсонщині створено найбільш потужний в Україні меліоративний комплекс високого технологічного рівня, який є золотим фондом землеробства як в області, так і в Україні в цілому. Необхідність водних меліорацій обумовлена природними умовами. В середньому кожний третій в області рік є посушливим, томуроль зрошення для Херсонщини була і буде головним стратегічним напрямком у соціально-економічному розвитку області.

Зрошувані землі використовуються для вирощування зернових, технічних, кормових та овочевих культур, садівництва та виноградарства. На зрошенні вирощується зерна - близько 30%, овочів - 95% та 60% кормів від загального виробництва в області.

За проектною документацією площа зрошуваних земель Херсонської області становить 425,6 тисяч гектарів, тобто кожний четвертий гектар ріллі повинен бути зрошуваним. Практично було використано 285 тис. га (67% від проекту), 142 тис. га не задіяні у поливі. За останні 10 років 46 тис. га зрошуваних земель переведені в богарні Така ситуація склалась через неспроможність багатьох сільгосппідприємств нести витрати за експлуатацію внутрішньогосподарських мереж, ремонт і придбання дощувальної техніки, оплату вартості електроенергії для поливу та нераціонального режиму зрошення сільськогосподарських культур.

Поливний режим як сукупність числа, величини поливних норм і строків поливу встановлюється з урахуванням біологічних особливостей культур, планованого врожаю і технічних можливостей зрошувальної системи для середньої за багаторічними даними вологості року.

У проектуванні використовуються рекомендації близьких за розташуванням до господарства науково-дослідних установ, що доповнюються розрахунками зрошувальних і поливних норм із метою наближення поливного режиму до оптимальних показників для кожної культури сівозміни в конкретних ґрунтово-кліматичних умовах.

Основні терміни та визначення, які застосовують при розрахунку режиму зрошення:

Регулювання водного режиму ґрунту - підтримання вологості ґрунту в оптимальному для розвитку рослин діапазоні меліоративними заходами (зрошуванням, осушуванням).

Режим зрошення - сукупність кількості, строків і норм поливу сільськогосподарських культур.

Полив - одноразове штучне зволожування ґрунту на задану глибину та (або) приземного шару повітря.

Поливна норма - об’єм води, який подається за один полив на одиницю площі зрошення. Розрахований для конкретних ґрунтових умов та сільськогосподарських культур об’єм води на одиницю площі нетто поливної ділянки, який подають за один полив.

Дощувальна машина - машина, що забирає воду із закритої чи відкритої зрошувальної мережі і подає її на поле у вигляді штучного дощу.

Дощувальна система - сукупність технологічно пов’язаних між собою технічних засобів, призначених для транспортування та розподілювання води по зрошуваній території у вигляді штучного дощу.

Дощувальна установка - установлений на гідранті закритої зрошувальної мережі пристрій для позиційного поливу дощуванням, який працює від тиску води в мережі.

Зрошувальна вода - вода, призначена для поливу сільськогосподарських культур, яка за рівнем мінералізації та складом розчинених у ній речовин відповідає встановленим вимогам.

Зрошувальна мережа - гідромеліоративна мережа зрошувальної системи, яка складається з водоводів різного порядку і забезпечує підведення води до зрошуваного масиву та розподіл її між поливними ділянками.

Зрошувальна норма - сумарний об’єм води, який подають на одиницю площі поливної ділянки за усі поливи одного зрошувального періоду або протягом одного поливного сезону.

Зрошувальна система - гідромеліоративна система, призначена для проведення поливів сільськогосподарських культур. 

3.1. Характеристика й обґрунтування планованого режиму зрошення культур в сівозміні 

Для визначення зрошувальної норми користуються методом водного балансу за формулою 3.1:

де М – зрошувана норма, м³/га;

У – урожайність культури, ц/га;

К_В – коефіцієнт водоспоживання, м³/ц;

О – опади, які випали за період вегетації культури, м³/га;

µ - коефіцієнт використання опадів (дорівнює 0,6-0,7);

h - глибина розрахункового шару ґрунту, м;

α - щільність складення ґрунту, г/см³;

W_сівба – вологість ґрунту на початок сівби (посадки) культури, %;

W_{збирання} - вологість ґрунту на початок збирання культури, %;

Г – запас вологи, який випростовують рослини з ґрунтових вод, м³/га;

N – невиробничі втрати (10-15% від розрахункової зрошуваної норми). 

Вологість ґрунту на момент посіву (W_сівба) культур ранньовесняного терміну (багаторічні трави, ячмінь, овес, горох, МКС на з/к) складають 90-95% НВ; середнього терміну сівби чи посадки (буряк, соняшник, картопля) – 85 -90% НВ; пізньовесняного терміну (кукурудза, соя, сорго тощо) – 85% НВ; для культур післяукісного терміну – 70% НВ; для післяжнивного терміну і люцерни, що вийшла з-під покрову, 60-65% НВ. Вологість ґрунту на момент збирання (W_{збирання}) для більшості культур знаходяться на рівні 60-70% НВ; овочів – 70-75% НВ; для культур післяукісного і післяжнивного термінів посіву – 65-70% НВ.

Потім, з урахуванням фаз розвитку сільськогосподарських рослин, установлюються терміни поливу, кількість і величина поливних норм.

Розрахунок поливної норми (Нп) виконується за формулою 3.2:

де m – поливна норма, м³/га;

h - глибина розрахункового шару ґрунту, м;

α - щільність складення розрахункового шару ґрунту, г/см³;

W_НВ – найменша вологоємність розрахункового шару ґрунту, %

r - передполивна вологість ґрунту, % 

Терміни поливів варто розподіляти за періодом вегетації з урахуванням зміни величини середньодобового сумарного водоспоживання окремих культур за фазами розвитку.

Орієнтовно (на випадок відсутності опадів) міжполивний період можна розрахувати за формулою Т = , де Т – кількості днів до поливу; W – запас легкодоступної вологи в ґрунті, м³/га; Е – середньодобове водоспоживання, м³/га.

Кількість поливів і сума поливних норм вологозарядкових і вегетаційних поливів повинні в підсумку забезпечити повне використання розрахункової зрошувальної норми.

Для розрахунків використовуються дані, що повинні бути в попередніх розділах проекту, а також літературних джерелах і довідниках зі зрошуваного землеробства.

Вибір способу поливу повинний проводитися відповідно до наявності поливної техніки, водних властивостей ґрунту, ухилу поверхні поля й особливостей прийомів обробітку окремих культур. При цьому варто враховувати, що поливи дощуванням пов’язані зі зменшенням поливних норм і, відповідно, збільшенням кількості поливів порівняно з поверхневими способами поливу (борознами, смугами тощо).

Розділ повинен закінчуватися висновком, де відзначаються позитивні сторони планованого режиму зрошення і як вирішуються питання вологозабезпеченості в критичний період розвитку окремих культур. 

3.2. Подекадний графік поливів культур 

Узгодження розробленого режиму зрошення з забезпеченістю полів сівозміни поливною водою варто подати у вигляді подекадного графіка поливів (табл. 3.1). У таблиці окремо по всіх полях, розміщених у порядку прийнятого чергування культур у сівозміні, зазначаються попередні дати поливів (місяць, декада), площа і поливна норма (у чисельнику) і кількість води, необхідної для поливу цієї площі (у знаменнику).

Загальна потреба води для всіх культур у межах кожної декади не повинна перевищувати дійсну забезпеченість полів сівозміни поливною водою зрошувальної системи.

Кількість поливної води, що надходить на поля, установлюють за гідромодулем з обліком організаційно-господарських умов її використання.

Розрахунок надходження води за декаду на всі поля сівозміни (у м³) виконується за формулою 3.3:

 де Q – кількість води, що надходить на поля сівозміни за декаду, м³; 3,6 – коефіцієнт перерахування; g – гідромодуль системи, л/сек/га; S – площа сівозміни, га; n - кількість робочих днів у декаді; Т - тривалість поливу за добу, годину.

Гідромодуль - середня витрата води на гектар зрошуваної площі за одиницю часу(л/сек/га).

Приклад: Площа сівозміни 640 га, гідромодуль 0,42 л/сек/га.

Q = 3,6·0,42·640·10·20 = 193536 м³ для декади 10 днів.

Q = 3,6·0,42·640·11·20·= 212890 м³, коли декада 11 днів (3-я декада травня, липня тощо).

Узгодження потреби с.-г. культур сівозміни із забезпеченістю поливною водою (укомплектування графіка) варто проводити за рахунок можливого зміщення термінів поливу, зміни тривалості роботи на поливах (у межах доби) і тільки в окремих випадках, зменшення поливних норм під час вирощування менш коштовних для господарства культур і в періоди, коли нестача води позначається на врожаї меншою мірою. Особливу увагу варто звернути на найбільш коштовні культури (зернові,зернобобові, технічні тощо) і забезпечити їм повну подачу розрахункової кількості води в критичний період їхньої вегетації. При укомплектуванні графіка поливів не слід прагнути полити всю площу поля в одну декаду. Можна частину площі поля, коли бракує зрошувальної води, переносити в суміжні декади, де не повністю використовується поливна вода.

Графік поливів виконується на окремому розгорнутому листі та вкладається в розділ у складеному вигляді (табл. 3.1).

Дані щодо розподілу опадів за метеостанціями, місяцями та декадами наводиться згідно кліматичним даним описаним у розділі 1,2 та додатку Д.

Тривалість вегетаційного періоду свизначається згідно розділу 2 та таблиці 2.3 з врахуванням періоду від сівби до сходів, а також від збирання до сівби повторної культури. 

Наприклад, для культур поля № 1 у спроектованій зрошуваної сівозміні: сума опадів для ячменю ярового буде взята за період з ІІІ декади березня по ІІІ декаду червня і складатиме 131 мм. Після збирання ячменю на полі продовжує вегетувати люцерна, яка вийшла з під покрову ярого ячменю, при цьому сума опадів за вегетацію люцерни у полі 31 буде складати, за середньо багаторічними даними 295 мм.

 Треба звернути увагу на опади зимового періоду (грудень-лютий), коли багаторічні та озимі культури не вегетують а опади продовжують випадати у вигляді дощу та снігу. Так, у полі № 1 люцерна, яка вийшла з під покрову, вегетує 115 днів і за цей період по середньо багаторічним даним слід очікувати випадіння 191 мм опадів. До 191 мм опадів слід добавити 104 мм зимових опадів і в результаті сума опадів для люцерни, яка вийшла з під покрову, буде складати 295 мм. 

Усі запаси вологи в ґрунті можна представити у вигляді наступної схеми (по С. І. Долгову):

Примітки: НВ - найменша вологоємність, %; W_{фактична} (W_факт.) - вологість ґрунту фактична (на даний час), %; ВГР - вологість гальмування росту рослин, %; ВРК - вологість розриву капілярів ґрунту, %; r - передполивний поріг ґрунту, %; ВВ - вологість в’янення, %; Р_{активний} (Р_акт.) - активний (оптимальний, легкодоступний) запас вологи в ґрунті, м³/га; Р_{пасивний} (Р_пас.) - пасивний (важкодоступний) запас вологи в ґрунті, м³/га; Р_{мертвий} (Р_мертв.) - мертвий (недоступний) запас вологи в ґрунті, м³/га; Р_{корисний} (Р_{корисн.}) – корисний запас вологи в ґрунті, м³/га; Р_{загальний} (Р_заг.) - загальний запас вологи в ґрунті, м³/га; 

Формули для розрахунку:

Р_заг.= Р_акт.+ Р_пас.+ Р_мертв., м³/га;

Р_заг.= Р_{корисн.}+ Р_мертв., м³/га;

Р_заг.= 100×h×α×W_НВ, м³/га;

Р_акт.=100×h×α×(W_НВ-r)_.=100×h×α×(W_НВ-W_ВГР)=100×h×α×(W_НВ-W_ВРК), м³/га;

Р_пас.= 100×h×α×(r-W_ВВ)= 100×h×α×(W_ВГР-W_ВВ)= 100×h×α×(W_ВРК-W_ВВ), м³/га

Р_мертв.= 100×h×α×W_ВВ, м³/га;

Р_{корисн.}= 100×h×α×(W_НВ-W_ВВ), м³/га;

Примітки: h - глибина розрахункового шару ґрунту, м; α - щільність складення ґрунту, г/см³;

З повагою ІЦ "KURSOVIKS"!