Особенности технических решений для орошения в засушливой зоне

Орошение, также называемое ирригацией, можно охарактеризовать как совокупность подходов, обеспечивающих снабжение почвы влагой. Применяется в тех районах, преимущественно, которые испытывают засухи, но могут использоваться и в умеренном климате. Прежде всего это актуально для степей и лесостепей, но в лесной зоне орошение используется, прежде всего, для выращивания овощных культур.

Орошение – это комплекс мероприятий, среди которых выделим:

• -    технические и агротехнические;

• -    организационно-хозяйственные.

Орошение есть мероприятие, в основе которого лежит поступление воды в почву по определенной норме, с целью впитывания и сохранения её в почве. В конечном итоге, это необходимо для получения высоких урожаев в зоне рискованного земледелия.

Орошение наиболее важно в период вегетации сельскохозяйственных культур, что позволяет обеспечить увеличение урожайности до 20-30% (в зоне умеренного климата) и в несколько раз (до 2-3 раз в зоне степей и лесостепей), при этом улучшить качество получаемой продукции [1].

Орошение используется не только для снабжения почвы влагой, но и одновременно, для повышения влажности в приземном слое почве, для положительного воздействия на общую гидромелиоратив- ную обстановку. Орошение благоприятно воздействует на экологическую обстановку пашни и пастбищ, снижая действие длительного засушливого периода в районах, испытывающих дефицит влаги. Правильно сделанный расчет гидротехнических мероприятий увеличивает интенсивность аэробных процессов в почвенной среде, что одновременно позволяет усилить процессы нитрификации.

Особую важность орошение приобретает при выращивании овощных культур. При этом это справедливо для любых почвенно-климатических условий. При этом длительное время преимущественным приемом орошения было дождевание. Так, для белокочанной капусты было показано, что дождевание в засушливой местности позволяет достичь высоких показателей урожайности. У капусты высокое содержание влаги в листьях, поэтому необходимо создать условия, чтобы растение в период вегетации было обеспечено влагой. В этом случае эффективна установка для дождевания, которая, в том числе, поддерживает необходимый микроклимат в приземном слое почвы. В целом, за сезон организуют до 20 поливов, оросительная норма составляет 4800-5000 м3 на площадь 1 гектар. Полив осуществляется каждую неделю [2].

Также капельное орошение необходимо при выращивании лука, как культуры, которая также характеризуется наличием большого количества жидкости в получаемой продукции. Капельное орошение не способствует образованию почвенной корки, сохраняет почвенную структуру, не уплотняя почву.

Несомненным преимуществом капельного орошения является возможность доставлять почву непосредственно к корням растений, не способствуя образованию луж на поверхности почвы и застою воды. Так как междурядья остаются свободными и неуплотненными, это позволяет пропалывать и рыхлить посадки овощных культур, выполнять наблюдения за культурой, оценивать прохождение мелиоративных мероприятий. Капельный полив уменьшает число сорняков, растущих в посадках культурных растений, потому что грунт не уплотняется, остается воздухопроницаемым, что не способствует прорастанию сорных трав. В связи с этим уменьшается использование химических препаратов для борьбы с сорняками.

Применение орошения предохраняет почву от водяной эрозии, так как, например, при капельном орошении, когда вода подается непосредственно к корням, без необходимости создания потоков вод в междурядье, уменьшаются потери влаги, что позволяет крайне экономично использовать водные запасы.

При посадке овощей проводят полив, который затем повторяют через 3 дня. Обычно почва становится обеспеченной влагой на протяжении до 21 дня, на что влияет также количество осадков. После этого следуют поливы в период вегетации, обычно их количество составляет до 7-9. Величину поливной нормы определяют по темным пятнам, наблюдаемым там, где система орошения подводится к корням. При орошении, когда влага поступает непосредственно к корням, можно получать хорошие урожаи даже в зоне рискованного земледелия, при засухах и малом количестве осадков летом. Кроме этого, уменьшается засоренность посевов, предотвращается развитие грибковых заболеваний, экономно расходуется вода [3].

В целом, способов орошения существует несколько и какой из них выбрать, зависит от ряда условий. Прежде всего - это почвенные условия: каково влагопоглоще-ние почвы, на какой глубине находятся грунтовые воды, минерализация грунтовых вод, перепады поверхности земли и др. На выбор способа орошения влияют и климат на определенной территории. Важно принимать во внимание такие показатели, как роза ветров и их интенсивность, количество выпадающих осадков в весенне-летний период, возможность заморозков, средние температур летом и др. Необходимо учитывать, какая культура будет возделываться: тип корневой системы, способность выносить засуху, притенение, жару; потребность в минералах и т.д.

Подробнее остановимся на видах полива, рассмотрев их преимущества и недостатки.

• 1)    Дождевальные оросительные системы. В них используются дождевальные машины. Они представляют собой машины самой разной конструкции, могут быть самоходными или цепляться за трактор, могут переноситься. У дождевальных машин площадь орошения может достигать до 500 м. Самоходные машины могут передвигаться по кругу или по периметру участка.

Отметим преимущества дождевальных систем:

• -    длительный срок эксплуатации за счет изготовления из стали;

• -    удобство в управлении - элементы управления расположены на центральной стойке;

• -    возможность подстроить технику под разный объем поливной воды за счет широкого ассортимента водометов и распылителей.

Существуют системы для дождевания, представляющие собой «водяную пушку» или устройство шириной до 40-50 метров для мелкодисперсного полива.

Среди преимуществ такой системы:

• -    мобильность;

• -    вариативность подключения - систему можно подключать к гидрантам, электромоторам, дизельным насосным станциям;

• -    вода не требует предварительной очистки.

• -    возможность подстроить под разный объем полива.

К недостаткам стоит отнести, что их не стоит использовать в местах со сложным рельефом местности.

Если сравнивать дождевальные системы, то на полях со сложной конфигурацией лучше использовать барабанные машины, с ровной поверхностью - машины широкозахватного типа. В то же время барабанные машины больше подходят для полей малой или средней площади, поскольку для их эксплуатации требуется участие оператора. А машины широкозахватного типа можно использовать на больших полях, где участие оператора для контроля их работы минимально.

Говоря в целом о недостатках дождевальной системы, нужно в первую очередь отметить, что она не подходит для регионов с сильными ветрами. Дождевальную систему стоит с осторожностью использовать при большом количестве солнечных дней, так как капли воды, если они окажутся на листьях, могут вызвать ожоги под прямыми лучами солнца. Для преодоления этого эффекта, дождевание можно проводить в темное время суток или ночью, но тогда при солнечном свете растение остро будет нуждаться во влаге. Дождевальные машины, передвигаясь по местности, могут вести к уплотнению почвы, что влияет на капиллярную структуры почвы и может снизить влагопоглощение почвы [4].

• 2)    Спринклерные системы орошения

Спринклерные системы, как и дождевальные, имитируют естественное орошение, их отличие от дождевальных - стационарное расположение. Эта система представляет собой полиэтиленовые трубы или гибкие поливные рукава Лейфлет, по которым вода поступает в спринклеры – приспособления для распыления или разбрызгивания воды. Данные системы не требуют особых навыков при их установке. Их можно использовать при высокой скорости ветра, если разместить так, чтобы их зоны полива перекрывались. Подходят для засушливых районов, потому что могут обеспечить высокую интенсивность полива с необходимой частотой проведения оросительных мероприятий.

Преимущества спринклерных систем:

• -    возможность фертигации - внесения вместе с водой удобрений;

• -    возможность автоматизировать полив;

• -    создание благоприятного микроклимата за счет повышения влажности воздуха в приземном слое, снижения температуры почвы; защита от заморозков.

К недостаткам стоит отнести тот факт, что как и при дождевании, спринклерные системы могут повредить крону растений из-за ожогов, поэтому в случае высокой температуры воздуха их лучше использовать в ночное время. Так заодно можно избежать сильной испаряемости влаги.

Другие недостатки:

• -    немобильность [5].

• 3)    Капельная система орошения

Система капельного полива - автоматический способ точечной, нормированной подачи воды к прикорневой зоне растений вместе с удобрениями и средствами защиты от вредителей через капельницы, встроенные в трубку различной толщины стенки и диаметра.

Преимущества:

• -    междурядья остаются сухими, во время полива можно одновременно осуществлять обработку почвы, опрыскивание, сбор урожая;

• -    вода не травмирует листья растений даже в случае высокой температуры воздуха;

• -    вода и удобрения подаются фиксированными дозами, необходимыми именно для данного типа почвы, региона, в зависимости от стадии вегетации растения;

• -    экономия затрат воды, удобрений, энергоресурсов и повышение урожайности;

• -    возможность увлажнять почву равномерно даже при сильном ветре;

• -    возможность эксплуатировать систему даже в сложных топографических условиях с большим перепадом высот;

• -    уменьшение количества сорняков в междурядьях;

Недостатки:

• -    требуется ежегодная наладка, чтобы не допустить засорения трубок или протекания;

• -    необходимо своевременно проводить консервацию (еще до наступления замо-

• розков), чтобы избежать повреждения системы [3].

Таким образом, можно сказать, что для каждой культуры нужен определенный способ орошения для её благоприятного роста, развития и получения качественной продукции. У каждого способа орошения есть свой уникальный подход, что говорит о его важности в сельскохозяйственном производстве. Изучив состав почвы, климатические особенности региона и особенности культуры на каждом периоде ее вегетационного развития, а затем проанализировав все эти данные в совокупности, можно сделать вывод о том, какое количество поливной воды необходимо растению и с какой частотой его придется поливать. И уже исходя из этого и из техникоэкономических показателей каждой конкретной системы, можно сделать выбор в пользу той, которая наиболее надежна и рентабельна в данных условиях, внедрение которой даст наиболее высокий урожай.