Капельное орошение за рубежом и в Азербайджане

Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice

УДК 626.84                                         

Основное назначение орошения — получение гарантированных урожаев с/х. культур за счет управления водными и связанными с ним воздушным, тепловым, солевым, микробиологическим и питательными режимами в почве. Способ орошения характеризуется контактами воды с растением, почвой и приземным слоем воздуха, протекающими при этом физическими процессами, длительностью и интенсивностью воздействия на растение и среду. Различают способы традиционного периодического и «непрерывного», по А. Н. Костякову [1], орошения. К первым относятся широко применяемые способы полива по полосам и бороздам, дождевание, при котором интенсивность искусственной водоподачи в 100 … 1000 раз больше интенсивности водопотребления, а длительность воздействия на растение и среду — кратковременная. Способы «непрерывного» орошения (капельное орошение, синхронно–импульсное дождевание) основаны на малоинтенсивной водоподаче сопоставимой с интенсивностью водопотребления на протяжении всего вегетационного периода.

Различают следующие основные способы орошения: поверхностный полив по бороздам и полосам; дождевание, когда искусственно созданный дождь с каплями диаметром 0,5 … 2,0 мм увлажняет надземную часть растений и приземный слой воздуха; аэрозольное увлажнение (мелкодисперсное дождевание); подпочвенный, когда вода распределяется по всей орошаемой площади или на локальном участке по пористым (перфорированным) трубчатым увлажнителям или кротовинам непосредственно в пахотном (подпахотном) слое почвы, увлажняя ее под действием капиллярных сил; подземный (субирригация), когда искусственно поднимают уровень грунтовых вод и увлажнение корнеобитаемого слоя почвы происходит за счет капиллярного подъема влаги; поверхностно-капельный, когда вода подается в виде отдельных капель диаметром 1 … 2 мм или струй непосредственно на локальный участок поверхности поля [2].

Экономное расходование оросительной воды при сохранении уровня урожайности является основной проблемой орошаемого земледелия. Для решения этой проблемы наряду с применением прогрессивных агротехнических мероприятий основной упор делается на разработку новых способов и техники полива, одним из которых является капельное орошение. Впервые капельное орошение было использовано в теплицах Англии для выращивания овощей в 1948 г. В 1962 г. один из основоположников этого способа полива переехал в Израиль и расширил этот способ полива в производственном масштабе. В 1968 г. капельное орошение достигло 800 га [3].

В последующих годах применение этого способа орошения быстро распространяется во многих других странах мира. Так в 1970 г применение этого способа полива достигло 4,2 тыс га, в 1975 г. 110 тыс га, а в 1980 г. 350 тыс га. Из них 172 тыс га приходилось на долю США.

Передовые фермерские хозяйства России в последние годы активно внедряют капельный полив. За последние 15 лет площади под капельным орошением в России выросли более чем в 50 раз. При этом мировая практика свидетельствует, что капельное орошение применимо и экономически целесообразно при выращивании большинства видов растениеводческих культур — не только картофеля и овощей. В 2014 г. площади под капельным орошением в России достигли 51 тыс га .

В 1975 г. впервые в Азербайджане со стороны Азербайджанского научноисследовательского института гидротехники и мелиорации под руководством Баширова Н. Б. были начаты научно-исследовательские работы по капельному орошению. На сегодняшний день площади под капельным орошением в Азербайджане составляют около 10 тыс га.

Преимущество капельного орошения (экономия оросительной воды, создание для растений оптимальных условий питания, благоприятное влияние на водно-физические свойства почвы и т. п.) установлены как в Азербайджане, так и за рубежом.

По климатическим условиям Азербайджан отличается от всех других регионов бывшего СССР тем, что 9 из 11 климатических поясов существующих в природе имеет место в нашей республике. Следует также отметить, что выпадение осадков на территории весьма неравномерное, а в ряде регионов недостаточное для обеспечения потребностей с/х. культур в период их вегетации, т. е. имеет место острый дефицит воды. Учитывая дефицит воды в Азербайджане, а также переход на рыночные отношения в экономике, разнообразным формам ведения сельского хозяйства, для фермерских и частных хозяйств большое значение имеет разработка одной из разновидностей водосберегающей техники и технологии полива, таких как капельное орошение небольших участков. Научно-исследовательские работы по капельному орошению проводились Башировым Н. Б., Алиевым Б. М., Алиевым Б. Г., Мамедовым И. М., Шахмалиевой С. М. и другими учеными Азербайджана [4–6].

Преимущество новой техники и технологии полива заключается в том, что при подаче воды в соответствии с потребностями с/х. культур, они создают условия для равномерного распределения влаги на всей орошаемой площади, образуют очаги увлажнения для более интенсивного развития растений и значительно повышают урожайность с/х. культур. Применение капельного полива приводит к экономии оросительной воды в 2,0–2,5 раза и увеличению урожаев в 1,3–1,5 раза. Поэтому, в наиболее развитых странах мира, таких как США, Франция, Германия, Австралия, Израиль, Россия и др. весьма широкое применение находит капельное орошение. Так, 100% орошаемой площади в Израиле осуществляется с помощью капельного орошения, в Германии — 96% во Франции — 85%, в США — 35% и т. д. Капельное орошение получило большое распространение за рубежом (Израиль, Германия, США и т. д.), и в некоторых республиках бывшего Союза. Особенно оно распространено в Молдове, России и Украине.

Результаты исследований показывают, что самая большая урожайность получается при капельном орошении. Это объясняется тем, что применение капельного орошения создает условия поступления воды к корневой системе растений из точечного источника и предотвращает отток воды [7].

При бороздовом поливе практически невозможно обеспечить ежесуточную норму за длительный период времени, так как вода подается в почву большими дозами. При высокой интенсивности подачи воды происходит неравномерное увлажнение почвы, что отрицательно сказывается на увеличении продуктивности с/х культур. При капельном же орошении имеется возможность поддерживать влажность почвы на оптимальном уровне для увеличения роста и развития с/х. культур. Фирмой «Нетафим» (Израиль) с начала 60-х годов проводились исследования на фруктовых деревьях и виноградниках с применением капельного орошения. Эффективность при капельном поливе выше, чем при использовании других способов орошения, в Израиле капельный полив виноградника полностью заменил все другие способы орошения [8]. Для апробации экономической целесообразности капельного орошения в условиях США, Израиля и Австралии проводились научноисследовательские работы над культурами: виноградников, яблоневых деревьев, груши, и т. д., результаты исследований приведены в Таблицах 1–6.

СРАВНЕНИЕ СПОСОБОВ ОРОШЕНИЯ (Кадеш Нафтали, Израиль, 1975 г.) (Выращиваемая культура — виноград, урожай т/га) [8]					Таблица 1
Способ орошения		Годы и урожайность, т/га
		1973	1974
Капельное орошение		25		26
Дождевание		13		14
СРАВНЕНИЕ СПОСОБОВ ОРОШЕНИЯ (Австралия-1985 г.) (культура — виноград) [9]					Таблица 2
Способ орошения	Кол-во воды для полива, мм	Кол-во поглощаемой воды, мм	Эффективность использования воды, в %	Урожайность, т/га
Борозды	1030	340	33		25
Дождевание	980	320	33		35
Дождевание под лозой	840	360	43		41
Капельный полив	1170	1150	98		44

Таблица 3 СРАВНЕНИЕ СПОСОБОВ ОРОШЕНИЯ

(Сде Элиягу, долина Бет Шеан, Израиль, S — 120 га, средняя температура 35 °С, 1985 г.) (культура — виноград) [8]

Способ орошения            Использование воды, мм           Урожайность, т/га

Борозды, старая система                1100–1200                        25–30

Капельное орошение                 800–820                         40

Таблица 4

СРАВНЕНИЕ СПОСОБОВ ОРОШЕНИЯ (Ахсу, Азербайджан — 1982 г.)

(культура — виноград, урожай т/га) [9]
Способ орошения	Годы и урожайность, т/га
	1980	1981	1982
Капельное орошение	8	14	16
Борозды, старая система	6	12	14
Неорошаемый участок	6	8	10
			Таблица 5
СРАВНЕНИЕ СПОСОБОВ ОРОШЕНИЯ (Апшерон, Азербайджан-2009			г.)
	(культура — маслина	, урожай т/га) [10]
Способ орошения		Годы и урожайность, т/га
	2006	2007	2008
Капельное орошение	26	27	27
Борозды, старая система	17	18	18

Таблица 6

СРАВНЕНИЕ СПОСОБОВ ОРОШЕНИЯ (Апшерон, Азербайджан — 2017 г.) (культура — виноград) [11]

Способ орошения	Использование воды за вегетационный период, мм	Урожайность, т/га
Борозды, старая система	480	3,1
Капельное орошение (новая система)	139	3,6

Из Таблиц 1–6 видно, что самый высокий урожай получается при капельном орошении. Среди этих данных особый интерес представляют опыты, проведенные в Австралии над виноградниками. Несмотря на то, что при бороздовом и капельном поливе подано почти одинаковое количество воды, урожай соответственно составляет 25 и 44 т/га, то есть имеет существенную разницу. Это объясняется тем, что при бороздовом поливе из поданных 1030 мм воды продуктивно использовалось всего лишь 340 мм т. е. 33%, а при капельном поливе из 1170–1150 мм или 98% влаги. Это показывает, что при капельном поливе растения продуктивно используют воду в 3 раза больше, чем при бороздовом способе орошения. За счет большего и продуктивного использования воды при капельном орошении имеют место наиболее высокие урожаи различных с/х культур. Основным преимуществом капельного орошения является экономия оросительной воды за счет локального увлажнения почвы и увеличения урожайности сельскохозяйственных культур.

Исследования по капельному орошению в Азербайджане проводились авторами этой статьи на Апшеронской опытно-исследовательской станции механизации орошения [11]. В 2017 г. на опытном участке изучалось воздействие капельного и бороздового способов орошения на урожайность молодого плодоносного виноградного сада в условиях Апшерона. Урожайность на участке капельного орошения молодого виноградного сада была 3,6 т/га, а на участке поверхностного полива — 3,1 т/га. Другими словами урожайность на участке капельного орошения на 14% больше чем на участке поверхностного полива. Коэффициент использования воды для опытного участка виноградника орошаемого капельным и поверхностным поливами вычисляют по формуле:

W 1 -W 2 +m+A+Q-S

K=      У      , где: K — коэффициент использования воды, м3/т; W1 и W2 — запасы влаги в расчетном слое почвы в начале и в конце вегетации, м3/га; А — атмосферные осадки, м3/га; m — фактическая оросительная норма, м3/га; Q — количество грунтовых вод используемых культурой, м3/га; S — количество воды вытекающей за пределы участка во время полива, м3/га; У — урожайность, т/га. Результаты приведены в Таблице 7.

Таблица 7

КОЭФФИЦИЕНТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВОДЫ НА ОПЫТНОМ УЧАСТКЕ ВИНОГРАДНИКА ОРОШАЕМОГО КАПЕЛЬНЫМ И БОРОЗДОВЫМ СПОСОБОМ ПОЛИВА [11]

Запас влаги		Осадки в период ации       вегетации, м3/га	Оросительная норма, м3/га	Коэффициент использования воды, м3/т
До вегетации	После вегет
м3/га	м3/га
На участке капельного орошения
1957	1516	124	1390	545
На участке бороздового полива
2110	1059	124	4802	1926

Как видно из Таблицы 7 коэффициент использования воды на опытном участке виноградника орошаемого капельным поливом составляет 545 м3/т, а на участке орошаемого бороздами 1926 м3/т, то есть в 3,5 раза больше чем на участке капельного орошения.

Результаты исследований за рубежом показывают, что применение капельного орошения приводит к экономии оросительной воды в 2–3 раза и увеличению урожайности в 1,3–1,5 раза. Результаты опытов проведенных в Азербайджане показывают, что применение капельного орошения приводит к экономии оросительной воды в 1,5–3,5 раза и увеличению урожайности в 1,2–1,5 раза.