Способы орошения сельскохозяйственных культур

Внутрипочвенный полив по трубам- увлажнителям, проложенным на глубине — удобный и перспективный способ воздействия на растение при культуре открытого и особенно закрытого грунта (теплицы, парники). При внутрипочвенном орошении корнеобитаемый слой увлажняется посредством регулирования уровня грунтовых вод. К достоинствам внутрипочвенного орошения относятся:

— механизация процессов с/х работ и высокий работ и высокий коэффициент полезного использования орошаемой территории;

— сохранение структуры верхних слоев почвы и поддержание их в рыхлом состоянии;

— снижение поливных норм и более продуктивное использование поливной воды.

— сочетание полива с одновременным внесением непосредственно в зону корней растворимых питательных веществ.

— возможность сочетания увлажнения с одновременным обогревом почвы термальными и сбросными — теплыми водами ТЭС.

— возможность автоматизации, а следовательно, и снижение затрат ручного труда на поливе.

При организации внутрипочвенного орошения, особенно на крупных площадях, необходимо учитывать и некоторые недостатки:

— неприменимость на засоленных почвах с близким залеганием минерализованных грунтовых вод, а также при большом содержании карбонатов, вызывающих просадку грунта.

— необходимость подачи чистой воды с связи с возможностью заиления трубопроводов – увлажнителей.

— большая потребность в трубах и высокие, как правило, одновременные капитальные вложения в строительство и оборудование системы.

Внутрипочвенный полив основан на всасывающей способности почвы. Чем выше капиллярная проводимость почвы, меньше диаметр ее частиц, тем больше всасывающая способность почвы.

Внутрихозяйственные и системные планы водопользования.

Внутрихозяйственные оросительные системы обслуживают земли , принадлежащие только одному хозяйству, имеющему небольшие площади орошения – от 200-6000…8000 га. В каждом крупном хозяйстве имеется отдел эксплуатации оросительной системы. Он следит за ремонтом каналов и сооружениями и распределением воды по отдельным бригадам и звеньям.

Водопользование на оросительных системах.оросительной системой понимают сеть крупных и мелких земляных каналов, трубопроводов и гидротехнических сооружений, назначение которых забирать воду из источника орошения (река, озеро, водохранилище) и транспортировать ее на орошаемую территорию не только в требуемом объеме, но и в сроки, предусмотренные технологией сельскохозяйственного производства.

Назначение оросительной системы не только забирать и транспортировать воду на поля, занятые с/х культурой, но и регулировать оптимальный водный и солевой режимы почвогрунтов. Поэтому оросительная система в современных условиях должна обладать двойным регулированием: при недостатке воды в почве подводить и распределять ее по территории, занятой культурой; при избытке, наоборот, отводить через водосбросную или дренажную сеть.

Для защиты от затопления и заболачивания, а следовательно, и возможного засоления почв и почвогрунтов на орошаемой территории создают не только оросительную, но и водосбросную и дренажную сеть. Водосбросную сеть обычно устраивают с целью сброса избыточных и катастрофических вод, а дренажную – с целью понижения и поддержания заданного уровня грунтовых вод. Поэтому оросительную сеть каналов создают одновременно с водосбросной и дренажной сетью. В сочетании с оросительной водосбросная и дренажная сеть обеспечивает так называемое двустороннее регулирование водного режима почв.

К водосбросной и дренажной сети относятся:

— каналы оградительной сети

— главный водосбросной канал или коллектор, прокладывают по самым низким отметкам орошаемой территории. Основное назначение его – отводить сбросные и дренажные воды с орошаемого массива.

— межхозяйственный водосбросной канал или коллектор, принимает и отводит сбросные и дренажные воды с территории нескольких хозяйств.

— хозяйственный водосбросной канал или коллектор, принимает и отводит сбросные и дренажные воды с территории одного хозяйства.

— межучастковый и межбригадный водосбросной канал или коллектор, принимает и отводит сбросные и дренажные воды, поступающие с территории, закрепленной за севооборотными или бригадными участками.

— участковый или бригадный водосбросной канал или коллектор, принимает и отводит сбросные и дренажные воды, поступающие с территории, закрепленной за одним севооборотным или бригадным участком.

— мелкую водосбросную сеть устраивают на мелких участках. Она включает поливную карту, площадку, чек и т.д.

— дорожная сеть на оросительной системе обеспечивает передвижение тракторов, машин, подвоз семян и удобрений, транспортировку урожая; она служит для надзора за состоянием и работой оросительных каналов и сооружений.

Засоленными называют такие почвы, в корнеобитаемом слое которых наблюдается избыточное накопление растворенных и поглощенных солей, угнетающих развитие с/х растений. Засоленные земли расположены главным образом в засушливых степных районах, при степной стадии почвообразования. По В.Р. Вильямсу первичным источником накопления солей в почве в засушливых зонах являются почвообразующие горные породы, представленные в основном карбонатной мореной.

Засоленные почвы обладают низким плодородием, урожаи на них незначительные. Это обуславливается наличием в корнеобитаемом слое вредных солей, которые оказывают угнетающее действие на развитие с/х культур, а в ряде случаев приводят к их гибели.

В системе мер по предупреждению и борьбы с засолением почв большое значение имеет комплекс агротехнических мероприятий на орошаемых землях, способствующий уменьшению испарения влаги. Для уменьшения капиллярного поднятия воды в верхние слои почвы и испарения влаги с поверхности почвы необходимо создавать и поддерживать в пахотном слое мелкокомковатую структуру.

Это достигается посевом многолетних трав, глубокой вспашкой, внесением органических удобрений, своевременным послеполивным рыхлением почвы.

С ростом орошаемых площадей в нашей стране и за рубежом с каждым годом все острее ощущается недостаток в оросительной пресной воде. В связи с этим остро встает вопрос о поисках новых источников орошения. Одним из возможных таких источников являются минерализованные дренажные, подземные и даже морские воды.

Для орошения можно использовать воду повышенной минерализации при наличии дренажа на орошаемых землях и повышенных оросительных нормах, обеспечивающих промывной режим.

Минерализованные воды можно использовать для промывки солончаков с одновременным возделыванием риса. Однако при длительном орошении минерализованными водами возможно засоление почв. Поэтому при орошении культур минерализованными (5-10 мг/л) водами следят за содержанием солей в почве.

Исследования, проведенные в нашей стране, а также в Индии, Испании, Италии и др, свидетельствуют о возможности использования морской воды для орошения различных с/х культур.

Морскую воду можно использовать для орошения плодовых культур, лесных полос, декоративных древесных и кустарниковых насаждений в прибрежных морских зонах.

В нашей стране и за рубежом орошение с/х культур морской водой проводили чаще всего на песчаных почвах. На песчаных почвах следует возделывать крупносеменные растения, развивающие мощную корневую систему.

Имеется также положительный опыт орошения морской водой с/х культур на суглинистых и среднесуглинистых почвах.

Одним из широко распространенных неблагоприятных свойств почвы является ее кислотность. По современным представлениям кислотность почв может быть обусловлена содержанием обменного водорода, обменного алюминия, наличием других элементов (например, железо, марганец) и соединений. Реакция почвенного раствора в его кислом интервале оказывает существенное негативное на рост и развитие растений и, в целом, на плодородие почв. Поэтому проблема почвенной кислотности и пути ее устранения были предметом глубокого исследования многих выдающихся ученых, в том числе Д.И.Менделеева, И.А.Стебута, К.К.Гедройца, Д.Н.Прянишникова. В решение этой проблемы внесли свой значительный вклад В.А.Чернов, Н.С.Авдонин, С.Н.Алешин, А.В.Соколов и другие.

Почвы с кислой реакцией среды широко распространены в мире. Значительные площади кислых почв находятся в субтропических и тропических районах, где за сотни тысяч и миллионы лет промывного режима, выветривания и лесного почвообразования, не прерываемого катаклизмами типа оледенения, образовались аллитные, латеритные (Fe – Al) кислые почвы, тропические подзолы, желтоземы, красноземы и др. В общей сложности все эти почвы на нашей планете составляют примерно 40 % почвенного покрова.

В настоящее время различают следующие виды почвенной кислотности:

Актуальная (или активная) кислотность

Потенциальная (скрытая) кислотность – она подразделяется на:

а) обменную кислотность

б) гидролитическую кислотность.

Оросительная сеть по выполняемым задачам делится на проводящую и регулирующую. Проводящая сеть включает крупные постоянные каналы:

— магистральный или главный канал, трубопровод или лоток забирают воду из источника орошения и подводят ее к орошаемой территории.

— межхозяйственный распределитель забирает воду из магистрального канала и подает ее на территорию нескольких хозяйств.

— хозяйственный распределитель забирает воду из межхозяйственного распределителя и подает ее на территорию одного хозяйства.

— межучастковый или межбригадный распределитель подает воду на несколько севооборотных или бригадных участков.

— участковый распределитель подает воду только на один севооборотный или бригадный участок.

— групповой ороситель или трубопровод забирает воду из участкового распределителя и подает ее на территорию, Групповой ороситель – последний элемент в проводящей сети.

К каналам регулирующей сети относятся мелкие временные каналы, которые весной нарезают каналокопателями, а осенью перед пахотой заравнивают. Кроме земляных каналов, регулирующую сеть можно устраивать из закрытых открытых быстроразборных трубопроводов.

Кротовый и щелевой дренаж.

Кротовый дренаж относится к закрытой регулирующей сети. Он состоит из системы небольших подземных полостей — ходов с земляными стенками, заложенных на заданной глубине и на определенном расстоянии один от другого.

Кроме кротового дренажа существует, агро- и гидротехническое мероприятие — кротование, которое содействует раннему прогреванию почвы, ускорению начала весенних полевых работ и повышению урожайности сельскохозяйственных культур. От кротового дренажа он отличается меньшей глубиной закладки кротовых ходов и меньшим диаметром отверстий. Кротование выполняют одновременно со вспашкой, используя специальное приспособление к плугам общего назначения, или раздельно от нее применяя специальные орудия. Диаметр кротовин в минеральных грунтах — 6…8 см, в торфяных — до 15 см.

Щелевой дренаж применяют на торфяниках, где кротовый дренаж в связи с наличием пней и погребенной древесины невозможен. Щели, прорезанные в грунте специальными машинами, закрывают в верхней части прикатыванием специальными приспособлениями.

В целях превращения неплодородной почвы в культурное состояние проводят комплекс культуртехнических мероприятий, включающих: срезку древесно – кустарниковой растительности, кочевку и удаление пней; очистку осушенной площади от камней; удаление кочек; планировку поверхности; первичную обработку поверхности почвы.

Срезка древесно – кустарниковой растительности

При наличии на осушенном болоте крупных деревьев их удаляют обычными лесозаготовительными приемами, срезают крупные деревья и используют в качестве деловой древесины, нестроевой лес идет на дрова. После этого кусторезами удаляют мелколесье и кустарник.

Удаление камней с осушенной площади

Нередки случаи, когда в пахотном слое почвы и на ее поверхности на 1 га находится от 40 до 200 м3 камней диаметром от 15 до 40 см. Они создают большие трудности для работы сельскохозяйственных машин, затрудняя вспашку, посев, уход за культурами и уборку урожая. Работа сенокосилок и комбайна при уборке зерновых культур на площадях, засоренных камнями диаметром 4…5 см, практически становится невозможной.

Камни, засоряющие поля, подразделяются на две категории: крупные – диаметром более 0,5 м, которые залегают в подпахотном слое выступают на поверхность, и мелкие – диаметром менее 0,5 м, лежащие на поверхности, которые при каждой обработке почвы перемещаются.

Удаление кочек

Сильная закочкаренность осушенной площади мешает успешному ее освоению, затрудняет вспашку и последующую обработку почвы.

Земляные и небольшие растительные кочки легко разделываются тяжелыми дисковыми боронами, а также болотными навесными фрезами с последующим прикатыванием

Первичная обработка почвы

При первичной обработке почвы осушенной площади уничтожают дикую травянистую и древесную растительность, создаются благоприятные водный и воздушный режимы верхних слоев почвы, усиливается процесс разложения органического вещества и ускоряется создание мелкокомковатой структуры почвы.

При первичной обработке разрывают дернину, сплетение древесных и кустарниковых корней, корневищ и стеблей различных растений.

Чтобы превратить дернину и растительность в гумус, проводят ряд последовательных операций по обработке болотной почвы: вспашку осушенной целинной почвы и разделку поднятой целины.

Удобрение почвы

При первичном освоении осушенных площадей вносят вещества, которых нет в почве или они находятся в недостаточном количестве.

При лиманном орошении территорию окружают с низовых сторон валами или дамбами, что создает условия для затопления этой площади весенними талыми водами. После достаточного увлажнения почвы лимана и отложения содержащихся в воде илистых частиц излишняя вода сбрасывается через специально устроенные в дамбах водовыпуски.

преимущества лиманного орошения: простота и дешевизна устройства по сравнению с регулярным орошением; доступность источника орошения и возможность орошать повышенные, даже водораздельные площади; исключительно большое гидрологическое действие – поглощение поверхностного стока, превращение его в грунтовые водные токи, уменьшение половодья и усиление меженного питания рек, снижение эрозионных процессов, улучшение солевого режима почв.

недостатки лиманного орошения это, что полив проводят только один раз весной – в период прохождения паводков; в летний период полив невозможен. По площади лимана увлажнение почвы происходит неравномерно: на нижней части происходит переувлажнение, на верхней – недостаточное увлажнение. В маловодные годы площади лиманного орошения бывают небольшими.

Лиманное орошение служит важным фактором в создании и укреплении кормовой базы для животноводства, в резком повышении урожаев кормовых и зерновых яровых культур.

В зависимости от рельефа местности применяют следующие виды лимана:

— лиманы, расположенные на склонах и наполняющиеся талой водой, которая стекает с вышележащего водосбора;

— припрудовые лиманы, которые располагаются ниже пруда и наполняются водой, сбрасываемой из пруда в период прохождения паводка. Такие лиманы можно применять в течение всего вегетационного периода, так как площадь их размещается ниже уровня воды в прудах.

— лиманы, устраиваемые в поймах рек с использованием весеннего паводка, проходящего через поймы рек.

Лиманы бывают одноярусными (простыми) и ярусными. По глубине затопления разделяются на мелководные и глубоководные.

Согласно санитарным требованиям, лиманы следует располагать вдали от населенных пунктов.

Все существующие к настоящему времени методы и способы мелиорации солонцов можно условно разделить на три группы.

Агротехнические;

Агробиологические;

Химические.

К группе агротехнических методов относят: землевание, термический пар, мелиоративную вспашку с целью самомелиорации.

В агробиологической мелиорации используют засухо — и солеустойчивые древесные, кустарниковые породы, а также посевы многолетних трав.

При химической мелиорации используют: известкование, кислование, гипсование.

Агротехнические способы мелиорации

Термический пар применяется в условиях каштановой и бурой полупустынной зон с большим количеством солнечной радиации и контрастными температурами дня и ночи. Вывернутый вспашкой на поверхность солонцовый горизонт под действием солнца, перепада температур и ветра, подвергается дегидратации и коагуляции.

При этом физические свойства солонцового горизонта улучшаются.

Прием мелиоративной вспашки применяют на солонцах и солонцеватых почвах каштановой и бурой полупустынной зон в комплексе с агротехническими мероприятиями по накоплению влаги, внесению удобрений и т.д.

Агробиологический метод мелиорации солонцов предусматривает комплексное (механическое, биологическое и химическое) воздействие на свойства солонцов. При этом осуществляется глубокая мелиоративная вспашка, влагонакопительные мероприятия, посев и посадка фитомелиорантов, применение органических и минеральных удобрений.

Химическая мелиорация.

Известкование.

Применение извести дает эффект в комплексе агроприемов, среди которых непременным является применение органических и минеральных (физиологически кислых) удобрений, посев засухо- и солеустойчивых бобовых и злаковых трав, влагонакопление, глубокая обработка.

Кислование способ внесения сульфатсодержащих соединений с целью получения гипса в почве и последующее его воздействие на натрий ППК.

Мероприятия по борьбе с эрозией почв должны носить комплексный характер. В комплекс мер по борьбе с эрозией почв входят организационно – хозяйственные, агротехнические, лесомелиоративные и гидротехнические мероприятия.

Организационно – хозяйственные мероприятия.В системе противоэрозионных мероприятий ведущая роль принадлежит организации территории, в основе которой лежит правильное размещение на эродированной территории с/х угодий и севооборотных массивов, полей севооборота и производственных (бригадных) участков. Такое размещение ведется с учетом особенностей рельефа, экспозиции склонов, почв и степени их смытости, чтобы при проектировании агротехнических, лесомелиоративных, гидротехнических и других мероприятий создать наилучшие условия для агротехники культур, главным образом противоэрозионной и механизации процессов с/х производства.

В целях предупреждения эрозионных процессов немаловажное значение имеет правильное размещение дорожной сети, пастбищ, прогонов скота, а также больших садовых массивов на склонах и балках.

Агротехнические мероприятия. Большинство агротехнических приемов является составной неотъемлемой частью технологии обработки почвы при возделывании с/х культур.

Агротехнические противоэрозионные мероприятия осуществляют с целью: предупреждения или резкого сокращения возможности проявления эрозионных процессов; повышения сопротивляемости почв смыву, размыву и выдуванию; увеличения водопоглощающих свойств почвы и уменьшения скорости ветра в приземном слое; накопления и сбережения влаги в районах недостаточного увлажнения; восстановления и повышения плодородия почв.

Наиболее эффективным и простым агротехническим приемом защиты почв от водной эрозии является глубокая зяблевая вспашка поперек склона на глубину 25-35 см. глубина вспашки зависит от мощности гумусового слоя и экспозиции склона.

Эффективными агротехническими приемами являются кротование и щелевание почвы.

На крутых склонах и в районах распространения ветровой эрозии применяют полосное земледелие и буферные полосы

Большое значение для уменьшения интенсивности эрозионных процессов имеет регулирование местного стока (снегозадержание, регулирование таяния снега) и применение системы удобрений, улучшающих структуру и физические свойства почвы.

Лесомелиоративные мероприятия. Лесные полосы размещают в соответствии с существующими инструкциями по полезащитному лесонасаждению.

В зависимости от защитной роли и места размещения на склонах противоэрозионные лесные насаждения делятся на:

Приводораздельные, размещаемые на водоразделах. Они способствуют накоплению снега на водоразделах и защите прилегающих склонов от ветров;

Водорегулирующие, размещаемые на перегибах склона от водораздела до бровки гидрографической сети. Они способствуют задержанию поверхностного стока и уменьшению его разрушительной силы;

Прибалочные и приовражные, размещаемые по границам полей севооборотов на 3-5 м выше бровок балок и оврагов. Они предотвращают рост оврагов и укрепляют их берега, регулируют поверхностный сток на вышележащем склоне и уменьшают эрозию почв;

В равнинной местности для защиты почв от ветровой эрозии закладывают продольные полезащитные лесные полосы, располагаемые поперек направления господствующих ветров (основные) и поперечные (вспомогательные). Оптимальное расстояние между продольными лесными полосами равно 25-30 – кратной высоте деревьев.

Методы и способы осушения. При выборе методов и способов осушения заболоченных земель учитывают причины заболачивания и тип водного питания болот и избыточно увлажненных земель, а также характер хозяйственного использования осушенных земель.

В мелиоративной практике применяют следующее методы осушения: ускорение стока воды с поверхности почвы путем устройства открытых каналов и борозд; понижение уровня грунтовых вод при помощи открытых каналов или дрен; ограждение осушаемого массива от подтопления или затопления паводковыми водами рек или потоками воды с прилегающих склонов местности.

В зависимости от метода осушения и планируемого с/х использования осушаемой площади выбирают наиболее эффективный способ осушения.

К основным способам осушения относятся:

— открытые каналы, отводящие поверхностные и грунтовые воды:

— горизонтальный и вертикальный дренаж, отводящий почвенно – грунтовые и частично поверхностные воды;

— вертикальные водопоглощающие колодцы, понижающие уровень грунтовых вод и отводящие воду в нижележащий песчаный слой;

-ловчие каналы или головной дренаж территории, подтопляемой потоком грунтовых вод с вышерасположенной территории;

-нагорные каналы, отводящие поверхностные воды, которые стекают с прилегающих склонов;

— обвалование земель в целях защиты их от затопления водами рек в период разлива.