Капельное орошение в земледелии не ведет к засолению почв

Обновлено: 15.09.2024

Природопользование изучает взаимоотношения общества и природы при использовании природных ресурсов для нужд человека.

Рациональное природопользование направлено на эффективное использование природных ресурсов и нанесение наименьшего вреда окружающей среде, что обеспечивает комфортные экологические условия для проживания населения.
Рациональное природопользование подразумевает бережное отношение к природе и соответствует современным принципам охраны окружающей среды и геоэкологии. Сюда относится полное безотходное использование добытого сырья, использование вторсырья и производство замкнутого цикла, рекультивация земель и лесовосстановительные работы в местах добычи полезных ископаемых, создание ООПТ (заповедников) и другие меры, благоприятно влияющие на экологию или минимизирующие вредные последствия.

Нерациональное природопользование - потребительское использование природных ресурсов, приводящее к их истощению и образованию большого количества отходов, ухудшению экологической обстановки и, как следствие, ухудшению качества жизни населения.
Извлечение сиюминутной прибыли и экономической выгоды при нерациональном природопользовании и пренебрежительном отношении к природе приводит к серьезным экологическим бедствиям в будущем и колоссальным усилиям и затратам для их устранения.


Рациональное природопользование

Высаживание деревьев и кустарников на склонах оврагов, холмов, гор и берегах рек
Способствует закреплению грунта, препятствует эрозии, образованию оврагов на склонах, схождению селей и снежных лавин с гор

Оборотное водоснабжение (замкнутый водооборот) на промышленных предприятиях и водоёмких производствах
Циклы многократного использования и очистки воды на производстве экономят водный ресурс, снижают выбросы загрязненной воды в водоёмы

Полное извлечение и комплексное использование добываемых полезных ископаемых (минерального сырья)
Предотвращает потери сырья, уменьшает количество отходов

Рекультивация земель в районах добычи угля и других полезных ископаемых, рекультивация карьеров, терриконов (отвалов) горных пород
Земли становятся пригодными для сельского хозяйства, либо восстанавливается естественный ландшафт, происходит озеленение.

Создание защитных лесополос (например, на полях в степи)
Уменьшается ветровая эрозия почв, сохраняется больше влаги в почве

Санитарная рубка леса (очистка от сухостоя), очистка полей от валунов, очистка русел рек
Улучшает качество среды

Создание водоохранных зон по берегам рек
Способствует улучшению качества воды в реке и в водоемах ниже по течению, что необходимо для сохранения биоразнообразия в них

Перевод ТЭС с угля на природный газ
Сжигание газа экологичнее использования угольного топлива

Развитие систем переработки отходов производства (например, отходов пищевой промышленности для получения биотоплива или производство удобрений и кислот из отходов металлургии),
Использование вторичного сырья, производство бумаги из макулатуры, выплавка металла из металлолома (использование металлолома в качестве сырья в металлургии)
Предотвращают загрязнение окружающей среды отходами, экономят природные ресурсы

Использование биотоплива
Экономия минеральных ресурсов

Капельное орошение полей (капельный полив)
Экономия воды, предотвращение эрозии почвы

Террасирование склонов холмов или берегов рек
Несмотря на видоизменение ландшафта, организация "ступенчатых" склонов для сельскохозяйственных посадок рациональнее продольной распашки, т.к. не приводит к эрозии почв

Заготовка древесины с последующими лесопосадками
Предупреждает сокращение площадей лесных массивов

Ограничение использования удобрений в бассейнах рек
Сохраняет чистоту водных ресурсов рек

Строительство приливных электростанций
ПЭС имеют высокую экологичность

Создание и развитие особо охраняемых природных территорий
Сохранение видового разнообразия растений и животных в естественной среде обитания

Лесопосадки, лесовосстановление (после вырубки или пожара), в т.ч. в долинах рек
Улучшение качества воздуха, восстановление среды обитания для животных, защита ландшафта от эрозии и т.д.
Посадки лесов в речных долинах могут остановить обмеление малых рек и способствовать возрождению пересохших водотоков

Использование попутного нефтяного газа в качестве сырья для химической промышленности или в качестве топлива на ТЭС,
производство электроэнергии из попутного нефтяного газа при добыче нефти
Предотвращает потерю сырья, экономит другие минеральные ресурсы

Использование возобновляемых источников энергии в электроэнергетике,
развитие ветровой и солнечной энергетики,
развитие альтернативной электроэнергетики
Экологическая чистота и экономия минеральных ресурсов

Проведение снегозадержания на полях
Уберегает корни растений от промерзания весной, в засушливых районах способствует увлажнению почвы

Строительство малых ГЭС,
строительство ГЭС на горных речках
Малые ГЭС на небольших реках, в особенности на горных, не вызывают обширного затопления территорий и оправданы в экологическом плане.


Нерациональное природопользование

Осушение болот в верховьях рек
Приводит к обмелению реки

Продольная распашка, рытье карьеров, выпас скота, вырубка деревьев и кустарников на склонах оврагов, холмов, гор и берегов рек
Способствуют ветровой и водной эрозии. Продольная распашка (борозды сверху вниз по склону) усиливает водную эрозию, вырубка деревьев на склонах гор приводит к усилению селей, оползней, снежных лавин

Вырубка деревьев в верховьях рек и долинах рек, бассейнах малых рек
Приводит к обмелению рек, пересыханию малых водотоков

(Чрезмерное) применение удобрений на полях в бассейнах рек, захоронение бытовых отходов в поймах рек
Загрязняет реки и водоёмы ниже по течению, негативно сказывается на флоре и фауне водных объектов.

Размещение крупных животноводческих комплексов вблизи водоёмов
Загрязнение водоёмов

Молевой сплав леса (сплав отдельными бревнами)
Засоряет русла рек, часть бревен тонет

Использование тяжёлой сельскохозяйственной техники
Приводит к нарушению структуры почвы, её уплотнению и снижению плодородия

Сжигание попутного нефтяного газа в факелах
Загрязняет атмосферу и нерационально, ввиду возможности применения попутного газа, например, как топлива

Строительство (каскадов) ГЭС на равнинных реках (например, на Волге)
Приведет к затоплению обширных участков местности

Захоронение токсичных отходов вблизи крупных городов и густонаселенных районов
Риск образования вредных испарений и просачивания опасных веществ в грунтовые воды, реки и системы водозабора городов

Избыточное орошение в засушливых районах
Приводит к засолению почв, снижает их плодородность

Перевод ТЭС с природного газа на уголь
Перевод на менее экологичное топливо (с большим количеством выбросов в атмосферу продуктов сгорания)

Интенсивный выпас скота
Приводит к опустыниванию (выедаются и вытаптываются растения), к эрозии почв, гибели насекомых - кормовой базы птиц

Добыча полезных ископаемых (например руды или каменного угля) открытым способом
Загрязнение грунтовых вод, вырубка леса, разрушение ландшафта

Создание терриконов (например, в местах добычи угля)
Отвалы (насыпи) из пустых пород изменяют естественный ландшафт, сокращают площади лесных массивов или сельскохозяйственных угодий

Неполное извлечение металла из руды, извлечение одного компонента при переработке полиметаллических руд
Потеря части добытого ресурса, его неполное и неэффективное использование

Захоронение ядерных отходов в пригородных зонах
Опасность ввиду возможности попадания радионуклидов в грунтовые воды и реки, на сельскохозяйственные поля и продукцию, выращиваемою на них

Избыточное применение гербицидов и пестицидов
Губительное влияние на природу, в т.ч. на птиц


Сброс сточных вод предприятий в естественные водоемы и реки
Приводит к загрязнению акватории, рационально подвергать отходы предварительной тщательной очистке, а также использовать системы замкнутого водооборота

Подсечно-огневое земледелие
Посадка культур, на предварительно выжженном от леса участке. Приводит к уменьшению лесных угодий, имеется риск распространения пожара на большие территории

Истребление отдельных видов животных, редких растений
Уменьшение видового разнообразия, нарушение флоры и фауны

Строительство ГЭС и создание водохранилищ на реках, впадающих в озеро Байкал
Изменится режим стока и уровень воды в реке и на озере Байкал. Кроме того, при затоплении территорий водохранилищами поменяется химический состав воды в реке и на Байкале, что может негативно повлиять на биоразнообразие уникального озера.

В настоящее время капельное орошение является одним из широко используемых методов как в сельскохозяйстве, земледелии, так и на садово-огородных участках . Капельное орошение – экономически обоснованный метод, а также экологически безопасный способ полива сельскохозяйственных культур. Такой метод орошения дает множество преимуществ перед другими видами поливов. Одно из нескольких преимуществ этого полива в том, что выращиваемые растения получают воду и минеральные вещества напрямую в прикорневую зону, что позволяет получить значительную экономию воды и других ресурсов (удобрений, трудовых затрат, энергии и трубопроводов). Капельное орошение также даёт другие преимущества: более ранний урожай, предотвращение эрозии почвы, уменьшение вероятности распространения болезней и сорняков.

Засолением почвы называют повышенное скопление в корнеобитаемом слое растворенных или поглощенных солей, которые угнетают или губят сельскохозяйственные растения, снижают качество и количество урожая. Естественное засоление почв характерно для территорий с аридным климатом. Оно происходит в результате подтягивания солей к поверхностным слоям почвы из грунтовых вод и коренных отложений при восходящем движении влаги. Влага по мере вертикально восходящего движения испаряется, а содержащаяся в ней соль откладывается на стенках порового пространства почв. В условиях Кызылординской области д ля предотвращения засоления, а также для борьбы с существующим засолением необходимо правильно организовать эксплуатацию орошаемой территории. Оптимальный режим орошения и, в первую очередь, поливные нормы, не допускающие переувлажнения, борьба с потерями воды в каналах и плановое водопользование - важнейшие мероприятия по предотвращению засоления почв.

Научная значимость разработки заключается во внедрении в производство новой, высокоэффективной и экологически безопасных, водо- и ресурсосберегающей технологии капельного орошения овоще – бахчевых культур , адаптированные к различным почвенно-климатическим условиям Кызылординской области . Исследования были проведены в экспериментальном участке Караултобе. Караултобе – это научно-производственный пункт, который расположен в 8 км от Кызылорды. Климат области , где расположен экспериментальный участок резко континентальный, жаркое сухое лето и холодная, с неустойчивым снежным покровом зима. Средняя годовая температура воздуха 9,8°С. Климат области очень засушливый. Средняя годовая сумма осадков – 129 мм. В отдельные сухие годы их может выпасть всего 40-70 мм. Почва опытного участка - лугово-болотная, типичная для рисовых севооборотов области. Отличается низким содержанием гумуса до 1%, пониженной порозностью и довольно высоким значением плотного остатка 0,6-0,8%. Тип засоления - сульфатн ый , среднезасоленная.

 freeimages.com

Первая проблема заключается в том, что не каждое научное учреждение в РФ может сделать такой анализ, а, во-вторых, нет единого регламента проверки качества воды для капельного орошения. Несмотря на то, что во всех областных центрах России есть агрохимические центры, где можно провести анализ воды, в стране до сих пор не выработано единой схемы проведения данного анализа. Как отметила специалист, зачастую лаборатории выполняют анализ тех показателей, которые более актуальные для пищевых производств, питьевой воды и т.д., но абсолютно неинформативны для аграриев, которые планируют использовать воду для капельного полива.

Таблица 1. Показатели пригодности воды по степени влияния на элементы системы капельного орошения
Название показателя Степень пригодности воды
пригодна условно пригодна непригодна
Общая минерализация, мг/л 2000
pH 6-7 7-8 8
Содержание марганца, мг/л 1,5
Содержание железа, мг/л 1,5
Содержание сероводорода, мг/л 2,0
Количество популяций бактерий 50х106
Границы индекса стабильности воды, Ic -0.5 +0.5 -0.5 +0.5

Вышеуказанные показатели являются актуальными для систем капельного орошения и их эксплуатации. Однако, если речь идет конкретно о технологии выращивания ягодных либо плодовых культур, необходимо ориентироваться на показатели качества воды, используемые иностранными специалистами.


В табл. 2 описана подробная схема, включающая показатели токсичности натрия, хлора, бора. Следует понимать, что переизбыток этих элементов в воде спровоцирует засоление почвы, что приведет к солевому стрессу у растений.

Ягодные культуры, а особенно земляника, очень чувствительные к недостатку или переизбытку химических элементов в воде. Очень часто можно наблюдать солевой стресс у растения, если вода не пригодна для капельного орошения и в том числе для фертигации.


Красным цветом в табл. 3 прописаны показатели электропроводности (ЕС) водонасыщенной почвы, при которых культура может погибнуть. Синим цветом обозначены предельно-допустимые (пороговые) показатели ЕС для ягодных культур. При наличии результатов анализа воды, а также при присутствии в этом анализе данных по электропроводности, аграрий может самостоятельно рассчитать потери урожая, а также определить, будет ли влиять данный химический состав воды на снижение урожайности либо нет.

Помимо анализа воды хозяйству следует сделать анализ почвы. Именно от результатов этих двух критериев будет во многом зависеть успешность капельного орошения и фертигации. Почему эти два анализа так важны? Дело в том, что территория Российской Федерации — это множество регионов, зон, климатических поясов, следовательно, множество разных по видовому составу почв, под которые буквально в индивидуальном порядке подбирается технология орошения. Анализ почвы также будет предполагать проведение генетического анализа почвенного горизонта. Избыточная концентрация воды и минеральных удобрений в зоне корней спровоцирует кислородное голодание корней ягодного куста. При снижении содержания кислорода до отметки менее 10% начинается активизация почвенных грибов и ухудшается развитие корневой системы в целом.

Таблица 4. Водоудерживающая способность различных почв (по Michael J.Boswell, 1988)
Гранулометрический состав почвы Полевая влагоемкость, % Влажность устойчивого завядания, % Доступная влага, %
Песок 9 2 7
Глинистый песок 14 4 10
Суглинок 34 12 19
Глина 38 24 14
Хорошо заправленная почва 50 30 20

В табл. 4 приведены данные по гранулометрическому составу, влагоемкости, влажности устойчивого завядания, доступной влаги на песчаных, суглинистых, тяжелых почвах. Эти показатели определяют объем влаги, который ягодная культура может потребить. Имея элементарных данные, хозяйство может определить, пригодна ли вода для капельного орошения, можно ли с ней в целом работать либо надо проводить какие-то манипуляции по ее улучшению.

Определяющим фактором планирования орошения является структура почвы, поскольку водоудерживающая способность для разных по структуре почв различна.

В хозяйствах, специализирующихся на выращивании ягодных культур, существует две основные проблемы. Во-первых, не все считают необходимым проводить агрохимический анализ воды, которая будет использоваться для орошения. А, во-вторых, не всегда проводится анализ почвы, от которого во многом зависит, будет ли успешным капельное орошение и фертигация, либо нет.

Влажность почвы — важный показатель для определения сроков полива

Предельная (полевая) влагоемкость (ППВ) — это состояние почвы, когда все поры и капилляры заполнены водой, а воздуха в почве нет. Это приводит к гибели клеток корневой системы, вымоканию, загниванию корневой системы, развитию корневых гнилей.

Влажность устойчивого завядания (ВУЗ) — это падение влажности почвы до такого уровня, когда активные корни не впитывают влагу из почвы. При этом, дефицит воды в почве такой, что разность осмотического давления недостаточно для транспорта воды в корневую систему. Это проявляется в потере тургора листьями и завяданию растений, что чревато невосполнимыми потерями урожая, даже если полив будет возобновлен.

Наименьшая влагоемкость (НВ) — это состояние почвы, когда поры ее насыщены воздухом, а капилляры — водой. В этом случае водно-воздушный баланс оптимален для роста и развития растений.

Критерии планирования орошения

В различных почвенно-климатических условиях Российской Федерации растет потребность в более эффективном и своевременном управлении водными ресурсами в коммерческом производстве фруктов и ягод.

Однако решения, касающиеся орошения, по-прежнему принимаются традиционными методами, основанными на прошлом опыте производителей (к примеру, одним из таких методов является ощупывание почвы рукой — рассыпается, значит, мало влаги, комкуется — достаточно).

 Ирина Козлова

Для повышения точности планирования орошения ирригационные системы (СИС) доказали свою эффективность в управлении водными ресурсами.

Такая система планирования может быть реализована за счет непрерывного мониторинга влажности почвы с использованием датчиков влажности почвы в полевых условиях или косвенно путем измерения климатических параметров, расчета эвапотранспирации, использования водного баланса для прогнозирования влажности в корневой системе.

 Ирина Козлова

Эвапотранспирация может быть оценена с помощью метеорологических станций. Однако в России как-то проблематично, за рубежом с этим проще. К примеру, в США в каждом штате информация предоставляется буквально по звонку. В РФ, чтобы это сделать, нужны метеорологические станции для проведения оценки солнечной радиации, скорости ветра, относительной влажности воздуха, температуры воздуха.

Коэффициент орошения — важный показатель урожайности

Для земляники садовой коэффициент орошения варьируется от 0,05 до 0,95. Показатель будет полностью зависеть от региона. Данный коэффициент необходимо учитывать, особенно в южных регионах, а также с учетом естественного процесса испарения влаги.

Коэффициенты урожайности клубники:

Kc варьируется от 0,05 до 0,95.

В современной технологии, обеспечивающей высокие урожаи и качество продукции, важность приобретает фактор оперативного агрохимического контроля. С этой целью следует в типичной части поля установить почвенный экстрактор, состоящий из пористого сосуда и трубки.


Оросительная вода содержит минеральные соли, некоторое количество взвешенных частиц и, за исключением некоторых особых случаев, оказывает более положительное влияние на почву и растения, чем вода атмосферных осадков, которая по своему составу близка к дистиллированной.

Орошение оказывает большое влияние и на химические процессы в почве. Оросительная вода содержит углекислоту, которая действует как растворитель и как среда, в которой легко протекают химические процессы. Оросительная вода вымывает в глубь почвы за пределы корнеобитаемого слоя вредные соли — хлориды, сульфаты и др.

Для интенсивной деятельности микроорганизмов, так же как и для растений, должны быть созданы оптимальные условия влажности почвы. Наименьшая влажность её, при которой грибы и актиномицеты слабо развиваются, соответствует примерно 80 — 95% максимальной гигроскопичной влажности почвы, т.е. наибольшему количеству парообразной воды, которую способна поглощать почва. Нитрифицирующие бактерии недеятельны при влажности почвы, соответствующей максимальной гигроскопичности. Орошение изменяет фауну почвы.

Клубеньковые бактерии среди других микроорганизмов не представляют исключения по требованию к влажности почвы. Решающим фактором в их жизнедеятельности является недостаток влаги, а не её избыток. Наиболее интенсивно идёт образование клубеньков при влажности почвы от 40 до 80% ППВ. Орошение увеличивает численность микроорганизмов, в частности аммонифицирующих и нитрифицирующих бактерий, изменяет соотношение отдельных их групп. Азотобактер в большей части на неорошаемых землях обнаруживается только весной, а на орошаемых – в течение всего вегетационного периода. С увеличением доступной влаги общая биогенность почв повышается. Очень сильно повышается микробиологическая активность в почве при фертигации.

М.Г. Дегтярева и В.С. Бойко отмечают, что увеличение запасов влаги, доступной микронаселению, является одним из решающих условий для увеличения биогенности почвы. Капельный полив с фертигацией необходим для накопления в пахотном слое почвы доступных форм азота и фосфора. Орошение резко стимулирует развитие всех полезных микроорганизмов в отдельных горизонтах почвы.

Е.Н. Мишутин делит микроорганизмы почвы на две группы по отношению к влажности:

  • актиномицеты и микроскопические грибы, развивающиеся при ничтожной влажности — 80-85% от максимальной гигроскопичности. Они обладают высоким осмотическим давлением клетки (200-250 атм.);
  • грибы, бактерии, водоросли и протозоа, имеющие осмотическое давление в клетках 30 -50 атм. Для развития этой группы микроорганизмов нужен запас гигроскопической воды.

В обычных почвах среднетяжелого механического состава со средней влажностью осмотическое давление почвенного раствора колеблется в пределах 0,5 — 5 атм. На величину осмотического давления почвенного раствора существенное влияние оказывают соли, поэтому оптимальная влажность почвы, создаваемая при орошении, снижает осмотическое давление и оказывает весьма положительное влияние на развитие микроорганизмов.

Если влажность почвы низкая, даже ксерофиты – засухоустойчивые микроорганизмы проявляют слабую биохимическую активность. При поливах связанных с затоплением в связи с подавлением микробиологической деятельности накопление нитратов ослабевает, а в послеполивной период и в некоторой степени в межполивные периоды наблюдается увеличение их. Таким образом, при неумеренном орошении почвенные процессы приобретают отрицательный характер, что может привести к падению плодородия.

С микробиологической деятельностью тесно связаны процессы превращения органического вещества в почве. С одной стороны, усиливается деятельность аэробных бактерий, разрушающих органическое вещество, в том числе гумус, что приводит к ухудшению почвенной структуры; с другой – в почве усиливается накопление органического вещества в связи с повышением урожаев, особенно когда практикуются промежуточные и повторные посевы. С увеличением урожая увеличивается количество пожневных остатков и корней в почве, которые превращаются в перегной, участвующий в создании прочной мелкокомковатой структуры. Следовательно , при капельном поливе биологический круговорот органических веществ в почве ускоряется, процесс их накопления опережает разрушение, это приводит к повышению её богатства и плодородия.

В различных районах орошаемого земледелия наблюдается общая тенденция к увеличению гумуса, повышению оъёмного веса и снижению дисперсности по сравнению с неорошаемыми почвами.

Такая устойчивость элементов плодородия объясняется тем, что питательные вещества хотя и растворяются водой при поливах, но не все вымываются нисходящим током. Калий, находящийся в почве в водорастворимом состоянии или внесённый в почву в виде удобрений, быстро переходит в обменную форму и при орошении мало вымывается в нижние горизонты. Большая часть подвижных фосфатов быстро поглощается почвой и вымывается довольно слабо. Нитраты вследствие лёгкой расворимости вымываются при орошении в глубь почвы, опускаясь иногда за пределы 100 – сантиметрового слоя.

При капельном поливе с фертигацией, соблюдением севооборотов с посевом многолетних бобовых трав и правильной системой основной обработки почвы — от мелкой к глубокой, овощные растения лучше развиваются, дают большую вегетативную массу, мощно разветвлённую корневую систему и накапливают в почве большое количество органической массы. Пожнивные остатки и корни разлагаются, обогащают почву гумусом, азотом, фосфором, калием и другими питательными веществами. Это даёт условия для образования прочной почвенной структуры.

При правильной агротехнике, капельном поливе и фертигации процесс синтеза органического вещества в почве опережает процесс разрушения, увеличивается богатство и повышается плодородие почвы.

Орошение оказывает различное влияние на распределение солей в почве. Поливная вода растворяет их, и на дренируемых почвах происходит рассоление. На тяжелых слабодренированных почвах с пятнами солонцов и солонцеватых почв происходит вторичное засоление. Плотный солонцеватый горизонт препятствует передвижению воды по профилю и выщелачиванию солей . Поэтому обычное орошение умеренными поливными нормами может вызвать некоторое уменьшение хлоридов и сульфатов натрия в верхнем горизонте и передвижение их вниз по профилю. В целом же солевой профиль почти не изменяется.

В результате разрушения структурных агрегатов большими массами оросительной воды изменяются физические свойства почвы – происходит заплывание, образуется корка, уменьшается водопроницаемость. Избыток оросительной воды вызывает микроэрозию почвы, а при фильтрации вглубь вымывает илистые частицы из разрыхленного пахотного слоя в подпахотный. Глубина такого перемещения достигает на лёгких серозёмах и супесчаных каштановых почвах 1,5 – 3 м, а на тяжелых – 0,45 – 1 м.

Орошение, традиционными способами, повышает объемный, удельный вес почвы, снижает её общую некапиллярную скважность и этим ухудшает газообмен, влагоёмкость и водопроницаемость. Орошение оказывает влияние и на механический состав почвы. В условиях длительного орошения разрушаются крупные механические элементы и образуются мелкие частицы. Это происходит не только в верхних слоях почвы но и в нижележащих горизонтах . Уменьшение водопроницаемости почвы при орошении вызывается разрушением крупных структурных агрегатов, увеличением количества пылевых частиц, особенно в верхней части пахотного слоя, что приводит к заплыванию почвы. Количество частиц размером менее 0,25 мм увеличивается, а более 1 мм — уменьшается в 3-4 раза. Следовательно, чем больше поливов производится в течение вегетационного периода, тем сильнее почва уплотняется, увеличивается её объёмный вес, снижается скважность и уменьшается водопроницаемость . При больших поливных нормах, вода проникает за пределы корнеобитаемого слоя, вымывает питательные вещества в нижние горизонты. На засоленных почвах большие поливные нормы могут оказывать иногда и положительное влияние, унося вредные соли за пределы корнеобитаемого слоя.

Разрушение структуры почвы полностью устраняется при капельном орошении. Однако при всех случаях переувлажнение нежелательно: оно уменьшает водопрочность структуры. Умеренное увлажнение, наоборот, способствует сцеплению и агрегатированию мелких частиц. Наилучшая агрегация почвенных частиц достигается при влажности чернозёма 35-37, солонца -30 и солончака -22% от массы абсолютно сухой почвы.

Чтобы предотвратить разрушение пахотного слоя орошаемого поля, необходимы: капельный полив с фертигацией, правильный севооборот с многолетними травами, сидерация, своевременная правильная и качественная обработка почвы.

Изменения водно-физических свойств почвы под влиянием орошения в значительной степени зависит от механического состава почвы, содержания гумуса, структурности, поглотительной способности, состава поглощенных оснований и других показателей. Свойство почвы задерживать поступающие в её поры химические элементы и коллоидные частицы называют поглотительной способностью. Количество влаги, содержащейся в почве, оказывает решающее влияние на все её свойства и протекаюшие в ней процессы. Почва, все поры которой заполнены водой, находится в состоянии полной влагоёмкости ( ПВ ). Полная влагоёмкость определяется наибольшим количеством воды, которое может вместить почва, выраженным в процентах от её абсолютно сухого веса, в процентах от скважности или в объёмных единицах. Природное увлажнение почвы до 100%, т.е. до ПВ, явление редкое и не продолжительное. Оно наблюдается короткое время после обильных зимнее-весенних дождей, во время снеготаяния . После этого вода в почве по законам гравитации проникает в нижние слои и подпочвенные горизонты, а часть прочно удерживается почвой. Наибольшее количество, воды, длительное время удерживаемое почвой, соответствует предельной полевой влагоёмкости (ППВ), величина которой зависит не только от свойства почвы, но и от глубины залегания грунтовых вод. При близком залегании грунтовых вод влажность почвы, соответствующая ППВ, повышается вследствие подпора ее в капиллярах грунтовыми водами. Если грунтовые воды залегают глубоко, влажность почвы , соответствующая ППВ, бывает ниже. При глубоком залегании грунтовых вод почва, увлажняемая до ППВ, не содержит воду способную передвигаться под действием силы тяжести. Показатель ППВ соответственно уменьшается. Такое состояние влажности почвы называется наименьшей влагоёмкостью (НВ). Величины полной и предельной полевой влагоёмкости являются важными критериями свойств почвы при орошении и используются в качестве расчетных при определении поливных норм. ПВ показывает, какое наибольшее количество воды может вместить почва в определенном её слое при поливе, а ППВ характеризует наибольшее количество воды, которое почва может удерживать после полива. Исходя из этого поливные нормы необходимо определять в расчете на увлажнение заданного слоя почвы до состояния ППВ. Свойство почвы отдавать часть воды из-за стекания её в силу закона гравитации, т.е. под действием тяжести, называется водоотдачей (ВО). Наибольшие показатели водоотдачи отмечаются при глубоком залегании грунтовых вод – максимальная водоотдача (МВО). Величину ВО определяют по разности между полной и предельной полевой влагоёмкостями почвы.

Положительное влияние на плодородие почвы оказывает поливная вода еще и тем, что в ней содержится некоторое количество полезных для растений солей. Вода пригодная для орошения овощных культур, если в ней содержится не более 0,8 — 0,9 г/л вредных солей. Грунтовые воды, в которых количество солей превышает 15 г/л, при подъёме к корнеобитаемому слою почвы угнетают растения, а содержание в такой воде солей 20 г/л губительно действуют на них.

Капельное орошение — самое активное средство воздействия на микроклимат поля — температуру почвы и приземного слоя воздуха, относительную влажность воздуха, силу ветра и радиационный баланс. Изменение температуры почвы под влиянием полива тесно связано с изменением её теплоёмкости и теплопроводности, а также с испарением почвенной влаги. К тому же большая часть тепла, притекающего к поверхности сухой почвы, затрачивается на её нагревание, а на увлажненной почве — на испарение. Разность температур неорошаемой и орошаемой почвы особенно резко увеличивается на солнце, в верхних слоях её, в дневные часы.

Влажная почва имеет более высокую теплоёмкость, чем сухая, медленнее нагревается днем и охлаждается ночью, в результате выравнивается суточный ход температуры. Изменение теплового баланса под влиянием капельного орошения является физической основой формирования различий всех метеорологических элементов в приземном воздухе и в верхней части корнеобитаемого слоя почвы. Капельное орошение приводит к выравниванию температурных различий в слое воздуха 0 – 150 см над поверхностью почвы. При капельном поливе почти круглые сутки наблюдается инверсионное распределение температуры воздуха по вертикали. Величина градиента абсолютной влажности увеличивается. Днем вертикальный температурный градиент растений ( лист – воздух) составляет 8 – 9, ночью 6 – 8 градусов. На неполивном участке такое различие оказывает неблагоприятное влияние на скорость и характер биохимических процессов, определяющих в конечном счете продуктивность и урожай овощных культур. При орошении эти различия почти полностью сглаживаются. Капельное орошение приводит к значительному уменьшению испарения. Дефицит влажности воздуха не достигает вредных для развития растений пределов . Изменение водного режима почвы при капельном орошении характеризуется в основном изменениями режима испарения и динамики влажности почвы.

При капельном орошении понижается температура поверхности почвы, усиливается испарение и повышается влажность приземного слоя воздуха. Это ослабляет воздушную засуху, уменьшает интенсивность и повышает продуктивность транспирации, предотвращает потерю растениями тургора и снижение растениями интенсивности фотосинтеза. Повышение влажности почвы при капельном орошении увеличивает влажность приземного слоя воздуха. Над орошаемым участком ослабляется скорость движения воздуха.

Различия в микроклимате орошаемого и неорошаемого полей возрастают по мере роста растений: более мощное развитие растений при поливах выступает как вторичный фактор, положительно влияющий на микроклимат. Высокорослые, хорошо облиственные растения больше затеняют почву, уменьшают её нагрев днем и потери тепла ночью, препятствуют перемешиванию ветром влажности приземного воздуха с более сухим верхним. Последнее обстоятельство весьма важно при продолжительных суховейных ветрах.

Таким образом, капельное орошение положительно воздействуют и на водоснабжение растений, и на окружающую их среду обитания.


Более месяца назад, я предложил всем озвучить свои сомнения, возражения или свой горький опыт в работе с многолетними системами подземного капельного орошения.
Все их преимущества мной тут описывались не раз, (да и проверены уже многократно, многолетне и на множестве проектов), но с практической точки зрения полезнее всего не слащавый разбор "хеппи стори", а как раз анализ чужих ошибок и проблем.
Ну или критических замечаний и заковыристых вопросиков.
Кое что насобирал. Попробую дать ответы.

1. "Хотелось бы попробовать на полгектара"
Это конечно, правильно - вначале попробовать на малой площади. Но штука в том, что проба такая обойдется недешево. Для монтажа подземной капельной трубки понадобится специальный укладчик - недешевое устройство для мощного трактора. Самый доступный вариант такого укладчика обошелся нам в 3000 долларов (что совершенно незначительные деньги для серьезного проекта, но нереально для "полугектарной пробы"). И это только начало. Ведь еще сложнее и дороже - выкопать траншеи для разводящих труб и смонтировать их (в зависимости от материала и методы монтажа разные - то ли склейка, то ли сварка, то ли сборка на специальных замках. ). А еще надо установить остальные элементы - клапана, регуляторы давления, автоматичсекую фильтростанцию, удобрительный узел, ну и конечно, оборудование контроля влажности почвы! Ведь, подземный полив как правило, "невидимый" - по поверхности почвы невозможно понять, влажная она или сухая, так что управлять таким поливном нужно только используя специальные приборы и/или автоматические системы. Так что, может быть вместо такой полугектарной пробы, практичнее будет потратить небольшие деньги, чтобы пару раз съездить на один из уже работающих проектов подземки и посмотреть все самому на месте, пообщаться с пользователями, может даже денек пополивать с их разрешения.
Если же вы находитесь где то очень и очень далеко от таких проектов, то может быть проще всего начать не с полгектара на поле, а с шести соток у дома, как я описывал здесь. По крайней мере общее представление об удобстве такой системы получите.


2. "Как попасть на следующие годы грядкой точно над трубкой? В маленьком хозяйстве, которое не может себе позволить дорогие GPS системы."
Ну, во первых, не всегда так уж прямо нужно и попадать. Многие хозяйства ставят системы сплошной промочки поля, так, чтобы вообще было неважно, где там та трубка спрятана. И у нас в обойме уже есть замечательные примеры, когда кукуруза была по ошибке посеяна поперек направления укладки подземных капельных трубок, что не помешало получить великолепный урожай и не иметь на поле никаких неравномерностей в развитии растений.
Но, прямо скажем, не всех устраивает сплошная промочка. В локальном поливе есть своя прелесть - и экономия воды и возможность проводить обработки по всегда сухим междурядиям, да и сорняки меньше растут при таком рациональном расходе воды. Так что попадать все таки будем. И без GPS оборудования легко обойдемся.
Как мы и сделали в этом году на одном из проектов в Узбекистане. Задисковали поле (тем самым полностью разровнявши старые гряды, которые могли бы быть ориентиром для нарезки новых) и просто включили систему подземного полива на несколько часов.
И на поверхности у нас появились такие вот кружочки мокрой почвы, которые и стали отличным маркером для нарезки новых гряд на новый сезон.



Длинновато получается. А еще остается много вопросов. Завтра продолжу.

Читайте также: