Орошение-переходим от теории к практике. Измеритель ЭТ и

Орошение - переходим от теории к практике:
Выбор дождевателей и составление расписания орошения
Засушливое лето 2009 и 2010 гг. в большинстве регионах России заставило практически всех
сельхозпроизводитей задуматься о страховании рисков от засухи путем инвестиций в оросительные
системы. В предыдущих статьях мы рассказывали о многих аспектах, которые необходимо учесть при
выборе типа оросительной техники. Мы говорили о том, что в настоящее время дождевание самоходными
машинами (круговыми или линейными) получило наибольшее распространение в сельском хозяйстве,
ввиду его применимости на большинстве видов растений и возможности применения на больших площадях.
В данной статье расскажем о том, на что нужно уделять внимание при выборе главной части дождевальной
машины- дождевателей , а также о том, как правильно составить режим орошения Ваших культур при
минимальных затратах для максимальной урожайности.
Вставка:
Современное орошение – дождевание с низкими затратами и высокой эффективностью
Такой вид орошения обеспечивает оптимальное попадание влаги к растению, близкое к природному. В этом случае
увлажняется не только почва, но и листовая поверхность растений и приземный слой воздуха, что оказывает
благоприятное воздействие на вегетацию растений, так как снижает температуру и повышает влажность воздуха в
жаркие засушливые периоды. Кроме того, при дождевании можно точно устанавливать поливную норму, необходимую
для получения высоких урожаев при эффективном использовании воды, а устройство оросительной сети экономичнее по
сравнению с другими видами орошения. При орошении дождеванием с поливной водой можно внести органические и
минеральные удобрения к корневой системе растений, не загрязняя поверхность листьев и плодов, т.к. в конце полива
наземная часть орошается чистой водой. Равномерное распределение воды при дождевании позволяет снизить расход
ресурсов, исключить повреждение молодых растений и эрозию почвы при образовании луж и поверхностного стока.
Особенно
важно
равномерное
распределение
воды
при
подкормочных
поливах,
применении
гербицидов
и
микроэлементов.
.Составление расписания поливов
В практике орошаемого земледелия существуют различные методы определения сроков очередного
вегетационного полива. Каждый из них преследует цель — не пропустить срок наступления нижнего
предела запаса влаги в почве, необходимого определенной культуре. О необходимости очередного полива
можно косвенно судить по внешним признакам растений. Давно установлено, что при недостатке влаги
листья томатов, огурцов и моркови темнеют, листья свеклы становятся фиолетовыми, а листья капусты
сильнее покрываются восковым налетом. О дефиците влаги иногда судят по увяданию листьев в полдень, но
это признак ненадежный. В жаркое сухое лето увядание может быть даже при сравнительно высокой
влажности почвы. Лучше всего определять потребность в воде утром, когда четко видны признаки
дефицита. Растения даже ночью не успевают восстановить дефицит влаги. Нижние листья начинают желтеть,
местами усыхать, уменьшается интенсивность цветения, опадает завязь. Как правило, описанные признаки
проявляются гораздо позже начала водного дефицита. После полива растения возобновляют жизненные
функции, но достичь максимального урожая они, к несчастью, уже никогда не смогут.
Таким образом, даже временный недостаток в снабжении водой может пагубно сказываться на росте и
развитии растений.
Очевидно, что в индустриальном сельском хозяйстве, когда все должно быть направлено на минимизацию
расходов и повышение отдачи от производственных ресурсов (почва, влага, удобрение и тд.), нужны
объективные критерии для построения правильной стратегии и тактики орошения. Рассмотрим
составляющие простейшего уравнения водного баланса (на любой период):
В= В-1 – ЭТ + О + И
, где:
В-количество влаги в почве на текущий период;
В-1 - количество влаги в почве на предыдущий период;
ЭТ-коэффициент эвапотранспирации за период;
O- количество осадков за период;
И- количество влаги, поданной через ирригационную систему
Эвапотранспирация- сумма испарения с поверхности почвы и испарения с
поверхности листьев в результате дыхания растений. Величина ЭТ зависит от
факторов окружающей среды и характеристик растения. Она увеличивается по
мере
увеличения солнечной радиации, температуры и скорости ветра, а также
индекса
развития листовой поверхности. В результате орошения затраты воды на
эвапотранспирацию должны возмещаться. На практике, для примера, в условиях Краснодарского края
максимальный показатель ЭТ равен 11 мм, в уловиях средней полосы России- 5-6 мм.
Коэффициент ЭТ определяется прибором, который так и называется- измеритель эвапотранспирации
(см.рис.1). Прибор представляет собой цилиндр, наполняемый дистилированной водой, с чувствительным
элементом - мембраной зеленого цвета, расположенной наверху прибора. Прибор размещается на поле
таким образом, чтобы мембрана находилась на высоте 30 см от поверхности листвы вашей культуры.
Мембрана имеет такую же испаряющую способность, как и поле люцерны в фазе полного развития листовой
поверхности. Агроном хозяйства ежедневно ведет наблюдения по изменению уровня воды в цилиндре и
высчитывает актуальный коэффициент ЭТ для данной культуры, используя поправочный коэффициент Kк (см.
Табл.1) Поправочный коэффициент культуры будет зависеть от ее фазы развития и от того, насколько
затенена поверхность почвы листьями.
Таблица 1. Поправочные коэффициенты для вычисления актуальной ЭТ.
Кукуруза
Фаза развития
Соя
2 листа
4 листа
6 листа
8 листьев
10 листьев
12 листьев
Kк
0.10
0.18
0.35
0.51
0.69
0.88
14 листьев
1.01
16 листьев
1.10
Цветение
1.10
Фаза развития
Вынос семядолей
Первое междоузлие
Второе междоузлие
Третьемеждоузлие
Начало цветения
Полное цветение
Начало завязывания
бобов
Боб сформирован
Начало образования
семян
Налив семян
Начало созревания
Спелость
Пшеница
Kк
0.10
0.20
0.40
0.60
0.90
1.00
Фаза развития
Всходы
Розетка
Кущение
Выход в трубку
Выметывание
Колошение
Kк
0.10
0.50
0.90
1.03
1.10
1.10
1.10
Цветение
1.10
1.10
Завязывание семян
1.10
1.10
Молочная спелость
1.00
Восковая спелость
1.10
1.10
0.50
Спелость
1.10
0.90
0.10
0.10
0.10
При заказе на заводе дождевальная машина должна быть рассчитана таким образом, чтобы за 24 часа
Завязывание семян
Налив семян
Спелость
аппликацию объема воды в мм, равному максимальному показателю ЭТ в данной местности на данной
культуре. В том случае, когда планируется не производить полив в течение нескольких дней (например, для
наземного опрыскивания, для проведения культивации и тд.) производится полив увеличенной нормой,
кратной количеству «сухих» дней. При этом следует учитывать, что по мере возрастания содержания воды в
корнеобитаемом слое почвы (переполив, поднятие грунтовых вод и т.п.), снижается одновременно
количество доступного растению кислорода. Это положение также приводит к угнетению развития растений,
снижая доступность питательных веществ.
В результате применения показателя ЭТ Вы можете достигнуть существенной экономии ресурсов. Так, в
штате Небраска, США, где покупка измерителя ЭТ субсидируется из бюджета штата,
фермеры,
выращивающие кукурузу, отмечают сокращение расхода воды на 30%, что также ведет к сокращению
расходов на электроэнергию и/или дизтоплива.
1. Выбор дождевателей
Современные дождеватели, применимые практически на всех видах дождевальных машин, намного
отличаются от тех дефлекторных или щелевых распылителе, что использовались на дождевальных машинах,
произведенных в СССР.
Они имеют следующие, чрезвычайно важные свойства для обеспечения качества дождевания:
-Обеспечение максимальной площади мгновенного покрытия при минимальном воздействии на
поверхность почвы и посева;
-работа при подаче воды под номинальным низким давлением (0,7-1,5 атм);
-устойчивость капель к сносу за счет постоянства размера капель и траектории их полета
-возможность изменения показателей расхода воды за счет смены носиков (применяется на мелкосемянных
культурах при прорастании, при применении пестицидов)
Рассмотрим подробнее эти свойства на примере одного из самых
распространенных в России и мире дождевателя - Ай-Воб (I-wob) фирмы
Зеннингер (Senninger).
На рис. 2. Показан дождеватель в сборе с регулятором давления, а также
с манометром над регулятором. Манометр ставится лишь на последний
дождеватель на системе для того, чтобы не допускать перерасход
ресурсов на создание ненужного давления. Прибор стоит около 40 у.е. и
оправдывает свое применение менее, чем за одну рабочую смену.
Струя воды, выходя из регулятора под малым давлением в 0,7-1,2 атм,
приводит рассекатель во вращательное
действие, что, наряду с
геометрией канавок, обеспечивает постоянный размер капель и
исключительную равномерность орошения на большой площади
(диаметр до 18 м).
Капли из этого дождевателя, благодаря
оптимальности размера (размер капли) и кинетической энергии противостоят сносу ветром. Происходит
полив с минимально низким воздействием на агрегаты почвы (см. рис. 3)
Почва после посева
Орошение из щелевого или
дефлекторного дождевателя
Орошение дождевателем Ай-воб
Структура почвы
поддерживается
Структура почвы нарушается,
образуется корка
Кроме того, увеличение площади мгновенного покрытия благоприятно сказывается на глубине впитывания.
Благодаря этому в качестве банка влаги могут выступать более нижние слои почвы, что значительно
уменьшает вероятность стока оросительной воды.
На Рис.4 показано распределение воды из обычных дефлекторных дождевателей и из современных
дождевателей Ай-Воб фирмы Зеннингер.
17 м
11 м
1,5 м
Дождевание из кругового дефлектора
Дождевание Ай-вобом-
Вставка: Замена щелевых
дождевателей
Ай-воб фирмы Зеннингер
-площадь
увлажнения 47на
кв.м
-площадь увлажнения 237 кв.м
Рассказывает директор Агрокомплекса Прикубанский Краснодарского края Олег Чичмаренко: «Мы выращиваем на
1450 га картофель, лук, морковь, свеклу и редьку- все эти культуры очень требовательны снабжению влагой. В
наших условиях за один полив мы выливаем от 90 до 300 куб м на га за 1 сутки.
У нас имеется две линейных машины Кубань длиной 400 м с щелевыми распылителями. Несколько лет мы
использовали эти машины, пока не приобрели несколько линейных и круговых машин Reinke с дождевателями Ай-воб.
Мы имели возможность сравнить эффект от дождевателей при одинаковых условиях (почва, ветер, норма полива и
тд.). Разность в качестве полива видна невооруженным взглядом. При поливе Ай-Вобом гребни не размываются, не
образуется почвенной корки, морковь всходит безо всяких проблем. На картофеле при применении Ай-вобов
товарность клубней выросла с 72% до 92%. Мы приняли решение установить Ай-Вобы и на машине Кубань.
Немаловажным фактором для соблюдения равномерности орошения является наличие регуляторов
давления перед каждым дождевателем (см. Рис.5а и 5б)
Неконтролируемые колебания давления в системе орошения приводят к нежелательным отклонениям
нормы орошения и избыточному поливу. Чаще всего, колебания давления происходят в результате
перепада высоты, а также колебаний расхода и подачи воды. Применение регуляторов давления защищает
дождевальную систему от таких перепадов, не допускает избыточного полива и обеспечивает высокую
униформность и эффективность оросительной системы.
Рис.5a. Дождевальная машина без регуляторов давления на
дождевателях.
Рис.5б. Применение регуляторов давления на каждом
дождевателе.
Норма орошения колеблется, в зависимости от рельефа и
колебаний давления в системе.
Норма орошения соблюдается, независимо от рельефа и
колебаний давления в системе
И,
наконец, рассмотрим возможность смены нормы орошения за счет смены носиков.
Наиболее часто данная опция применяется на
мелкосемянных культурах в начале вегетации, а
также при внесении пестицидов.
Например, всходы моркови очень нежные, и не
потребляют много воды, им достаточно в сутки
мм воды, поэтому аппликация обычной нормой
10 мм неэффективна с точки зрения затрат воды
энергии и может нежелательно сказаться на
развитии растений.
При внесении пестицидов с водой для полива
необходимо учитывать, что минимальная норма внесения
рабочего раствора через дождевальную машину составит
куб.м. на га. (равно норме орошения в 1,5 мм)
Кроме того, если это листовой препарат, необходимо
учесть, что часть его смоется с листьев растений, и
3-4
в 8и
15
соответствубщим образом корректировать норму расхода д.в. Кроме набора сменных носиков, Ваша
дождевальная машина должна иметь помпу-инжектор с калиброванным дозатором и бак с механической
или гидравлической мешалкой для приготовления раствора и его поддержания в расворенном виде.
Более подробно мы осветим тему внесения пестицидов, а также удобрений через оросительную систему в
одной из наших будущих статей.
Индустриальное сельское хозяйство испытывает настоящий бум, связанный с внедрением множества
технических новинок и изобретений. Такая отрасль, как орошение, тоже не стоит на месте. Появляются и
развиваются инструменты и средства для более точного управления ресурсами и минимизации затрат.
Компания Reinke предлагает Вам современные дождевальные машины и решения в области орошения,
испытанные, прежде всего, фермерами США, а затем и всего мира. Мы уверены, что Вы увеличите в разы
отдачу с гектара при использовании ирригационных машин Reinke, получив высокий урожай с отличнейшим
качеством.