СПОСОБЫ И ТЕХНИКА ПОЛИВА

План лекции

3.1.Способы орошения.

3.2. Техника поверхностного полива, по бороздам и полосам.

3.3. Полив дождеванием.

3.4. Современные способы орошения.

 

3.1.Способы орошения

В зависимости от характера поступления поливной воды в почву все способы орошения можно разделить на три вида - поверхностный (наземный или самотечный), дождевание, подпочвенное орошение.

Поверхностный способ орошения - способ, при котором поливная вода равномерно распространяется на поливном участке с помощью борозд, полос или отдельных хорошо выровненных площадок (чеков) и впитывается в почву при движении или в состоянии покоя.

При поливе по проточным бороздам вода впитывается в почву через дно и стенки борозд в процессе движения, а по затопляемым бороздам он впитывается в состоянии покоя.

При поливе напуском по полосам вода движется тонким слоем по поверхности выровненных длинных полос и в процессе движения впитывается в почву вертикальной фильтрацией.

При поливе затоплением небольшой участок - чек, окруженный со всех сторон земляными валиками, наполняют слоем воды, которая, находясь в состоянии покоя, просачивается в почву.

Для поверхностного орошения характерны следующие особеннсти:

1.поливы проводят периодически, запасы воды аккумулируются в верхних слоях почвы и расходуются в межполивные периоды;

2.увлажняется только почва;

3.возможно, получить различные глубины увлажнения;

4.большие колебания влажности почвы в период между поливами.

Орошение дождеванием, при котором поливная вода с помощью специальных аппаратов выбрасывается в воздух, дробится на капли и в виде дождя падает на растения и почву, увлажняя ее.

Для дождевания характерно:

1.поливы проводятся периодически, вода аккумулируется в верхних слоях почвы;

2.увлажняется не только почва, но и растения, что активизирует их физиологические процессы;

3.глубина увлажнения почвы, как правило, меньше, чем при поверхностном орошении;

4.можно давать частые поливы малыми поливными нормами и тем самым создавать более равномерный режим влажности почвы;

5.дождевание более влияет на микроклимат приземного слоя воздуха, чем поверхностное орошение.

Подпочвенное орошение, при котором корнеобитаемый слой увлажняется водой, поступающей из специальных увлажнителей, проложенных на глубине 0,6-0,8 м от поверхности почвы. Подпочвенное орошение позволяет:

1. получать только капиллярное увлажнение верхних слоев почвы;

2. поддерживать определенную глубину увлажнения;

3. значительно уменьшить испарение воды с поверхности почвы;

4. обеспечить непрерывное водоснабжение растений сообразно водопотреблению.

 

Требования, предъявляемые к способам и технике полива:

1. равномерно распределять по площади и глубине корнеобитаемого слоя расчетное количество воды в необходимые сроки, обеспечивая в комплексе с агротехникой высокое плодородие почвы и получение высоких урожаев сельскохозяйственных культур;

2. исключать непроизводительные потери воды на просачивание в глубокие слои, на сбросы, на испарение и обеспечивать высокий коэффициент использования воды;

3. сохранять структуру почвы;

4. предупреждать ее засоление и заболачивание;

5. иметь высокую производительность труда на поливе, наибольшую механизацию и автоматизацию его;

6. проводить максимальную механизацию сельскохозяйственных работ и рационально использовать орошаемые земли.

 

3.2. Техника поверхностного полива, по бороздам и полосам

 

Техника поверхностного полива имеет задачей подавать на орошаемое поле нужные количества воды с определенным расходом и в определенные сроки, равномерно распределять эту воду по поверхности поля и, обеспечивая поглощение ее в почву, создавать в ней нужный водный режим, взаимоувязанный с притоком остальных факторов развития растений.

Удовлетворяя этим требованиям, техника полива должна обеспечивать сохранение структуры почвы, высокий коэффициент использования воды, возможность широкой механизации сельскохозяйственных работ и высокую производительность труда.

Чтобы давать высокий, близкий к единице коэффициент использования воды, нельзя допускать сброса воды и просачивания ее в глубокие слои почвы ниже увлажняемого слоя Н, т. е. нужно осуществлять требуемую поливную норму и без сброса поверхностного и фильтрационного.

Почва при поверхностном поливе увлажняется путем поглощения в почву воды, даваемой на поверхность орошаемого поля.

По распределению воды по поверхности и поступлению ее в почву способы поверхностного полива можно разделить на две основные группы:

1) способы, при которых поливная вода распределяется по поверхности поля сплошнымслоем и поступает в орошаемую почву в вертикальном направлении, т.е. главным образом гравитационным путем;

2) способы, при которых вода распределяется по поверхности поля по бороздам и поступает в орошаемую почву главным образом в боковом направлении, т. е. капиллярным путем.

Полив по полосам применяют только для культур узкорядного сева (зерновые, травы) и для влагозарядковых поливов на участках с уклонами от 0,002 до 0,02 (лучшие уклоны – 0,002-0,007).

Классификация полос:

По месту подачи воды на полосы с головным и боковым пуском воды;

По ширине полосы делят на узкие (1,8-3,6 м) и широкие (до 30-40 м);

По длине – на короткие (50 м) и длинные (до 500 м).

Поливные полосы располагают перпендикулярно горизонталям и устраивают их, как правило, одновременно с посевом.

Полив по полосам применяется при уклонах от 0,002 до 0,015 (не выше 0,020) для культур узкорядного сева (зерновых хлебов, трав и др.).

Валики делают высотой 10-15 см, в зависимости от даваемого расхода воды и наличия поперечного уклона. Валики нарезаются широко захватными риджерами до посева или одновременно с посевом. Длина полос, обычно от 75 до 300м, делается тем больше, чем меньше проницаемость почвы. Чем больше допускаемый поливной расход воды и чем ровнее поверхность. Ширина полос должна быть кратной ширине захвата сельскохозяйственных машин, сеялок и других орудий (1.8-3,0-7,2 м); кроме того, она связана с величиной даваемого на полосу расхода воды; нужно, чтобы вода растекалась по ширине полосы ровным слоем, причем скорость движения ее не должна превышать допустимой величины.

Полив по полосам допускает лучший посев и равномерную заделку семян зерновых хлебов и трав, комбайновую уборку их, более равномерный водный режим узкорядных культур. Недостаток этого способа - необходимость устройства валиков, требующих заравнивания перед уборкой. Во избежание неблагоприятного влияния этого способа полива на структуру и эрозию почвы необходимо тщательное сочетание размеров полосы и даваемого на нее расхода воды со свойствами почвы и уклоном.

Рассмотрение теории полива по полосам позволяет установить элементы

техники полива и продолжительность его, нужные для получения максимального коэффициента полезного использования воды и высокой производительности труда.

В зависимости от правильного сочетания элементов техники полива и применения средств автоматизации распределения воды по полю производительность при поливе по полосам составляет от 2-4 до 8-10 га за смену на одного поливальщика. Правильная разбивка полос, выравнивание их поверхности, армирование выпусков воды на полосы и другие методы имеют очень большое значение для повышения производительности труда.

Полив по бороздам.

При поливе по проточным бороздам почва увлажняется при движении воды отдельными небольшими струями по бороздам, причем вода поступает в почву главным образом капиллярным путем. В поливные борозды вода подается из выводных борозд (при продольном расположении временных оросителей) или же непосредственно из временных оросителей (при поперечном расположении их). Способ полива по бороздам допускает применение междурядной обработки, обеспечивает хорошую аэрацию и лучший микробиологический режим почвы; он позволяет лучше сохранить структуру почвы.

Полив по бороздам применяют для полива широкорядных пропашных культур (хлопчатник, кукуруза, сахарная свекла, картофель, овощные и бахчевые, плодовые и ягодные насаждения, лесополосы и др.), а иногда и для зерновых культур (засеваемые борозды). Наиболее подходящий уклон борозд от 0,003 до 0,008; при больших уклонах местности борозды направляют под острым углом к нему, придавая дну борозд уклон 0,005.

Полив по бороздам применяют на участках с уклонами до 0,02-0,03. Борозды можно нарезать под любым углом к горизонталям, но так, чтобы вода самотеком продвигалась по всей длине борозд.

Длину борозд обычно принимают от 60 до 300 м, в зависимости от проницаемости почв, уклона местности размеров струи, планировки поля.

Ширину борозд поверху делают 25-35см; чем больше водопроницаемость почвы, глубина воды и меньше уклон, тем больше ширина.

Характер контуров увлажнения обусловливается свойствами почвы и продолжительностью полива; расстояние между бороздами должно быть таково, чтобы контуры капиллярного увлажнения на середине грядки смыкались, и корневая система растений легко получала нужную влагу. Увлажнение почвы в боковом направлении от борозды простирается в песчаных почвах на 20-25 см, супесях на 25-35, в суглинках на 35-45 см.

Сообразно боковому распространению увлажнения и способу посева культур расстояние между осями борозд принимают 45-70 см, а глубину их 12-22 см.

На тяжелых почвах и при больших уклонах глубина борозд уменьшается. При квадратно-гнездовом способе посева борозды делают небольшой глубины (12-15 см) для облегчения поперечной механизированной обработки.

Наполнение борозд водой должно быть небольшим (1/3-1/4 глубины их), так как в этом случае (при небольшом расходе в борозде) исключается переполнение борозд водой и затопление поля (что важно при поливе по мелким бороздам). Кроме того, неглубокое наполнение борозд способствует:

1) поддержанию значительной части верхнего слоя почвы в рыхлом состоянии, что обеспечивает сохранение структуры почвы, более благоприятные водно-воздушный и питательный режимы, более равномерное увлажнение и поспевание почвы к обработке по длине борозд;

2) уплотняется только дно борозд, а откосы и гребень остаются рыхлыми, увлажняясь капиллярным путем;

3) на сильно влагоемких почвах с близким залеганием грунтовых вод и при прохладной весне увеличивается площадь нагрева и повышается температура почвы.

Так как водопроницаемость почвы борозд k0 от первого полива к последующим снижается (вследствие заиления и уплотнения почвы и других причин) и в верхней части борозд сильнее, чем в нижней, следует при постоянной длине борозд уменьшать величину струи q от первых поливов к последующим.

Углубление борозд, как и уширение их, увеличивает поглощение воды, сокращает время добегания, снижает норму m и дает более равномерное увлажнение почвы по длине борозды.

Так как с увеличением уклона борозд расход q должен уменьшаться, то при больших уклонах делаются более мелкие борозды с рыхлым дном, при малых же уклонах - глубокие борозды с гладким дном.

Возможность рыхления почвы при бороздном поливе позволяет увеличить проницаемость почвы k0 и тем самым благоприятно влияет на уменьшение сброса и повышает коэффициент полезного использования воды.

 

3.3. Полив дождеванием

 

Дождевание наиболее совершенный и перспективный способ полива. Оно имеет следующие преимущества перед поверхностным орошением:

- полная механизация работ;

- поливная норма регулируется более точно и в широких пределах (от 30

-50 до 300-800 и более м³ / га), что позволяет создавать водно-воздушный режим почвы, близкий к оптимальному, и регулировать глубину промачивания почвы;

- можно поливать участки с большими уклонами и со сложным микрорельефом, требуется менее тщательная планировка полей. Забор воды возможен из каналов, идущих в выемке, а также из закрытой сети;

- исключаются работы по поделке поливных борозд, валиков, выводных борозд, улучшаются условия механизации посева, посадки, обработки и уборки сельскохозяйственных культур;

- улучшается микроклимат и развитие корневой системы, активизируются процессы ассимиляции, повышается плодородие почвы и урожай сельскохозяйственных культур. Запланированный урожай можно получить при меньших (на 15-30 %) затратах воды, чем при поверхностном орошнии;

- можно одновременно с орошением вносить удобрения в почву.

Дождевание наиболее широко применяют на безуклонных и малоуклонных участках с почвами средней и высокой проницаемости для полива овощных, технических, зерновых культур, садов, питомников, лугов и культурных пастбищ, а также в зонах избыточного и недостаточного увлажнения, где орошение только дополняет естественные осадки в засушливые периоды.

 

Требования, предъявляемые к дождевальным устройствам.

При поливе дождеванием интенсивность дождя не должна превышать скорости впитывания воды в почву, чтобы не повреждались цветы, завязи и листья растений. При поливе на тяжелых почвах она должна быть не более 0,06-0,15 мм/мин, на средних почвах 0,10-0,25 мм / мин, на легких 0,15-0,45 мм/мин. Диаметр капли дождя не должен быть больше 1-2 мм.

 

Система дождевания.

В систему дождевания входят насосно-силовое оборудование, водоподводящие распределительные и поливные трубы, дождевальные аппараты и машины.

Системы дождевания по принципу работы делятся на стационарные, полустационарные и передвижные.

В стационарных системах все элементы, кроме дождевальных аппаратов, занимают постоянное положение.

В полустационарных системах одни элементы системы неподвижны (например, насосная станция и магистральный трубопровод), а другие подвижны (например, распределительные и дождевальные трубопроводы, поливные машины и установки).

В передвижных системах все элементы в процессе полива перемещаются. Например, подвижная насосная станция, закончив подачу воды на одной позиции, перевозится вместе с трубопроводами на другую, где подает воду в переносимые или перевозимые дождевальные установки и машины.

 

3.4. Современные способы орошения

 

В настоящее время разрабатываются и начинают внедряться в практику новые способы полива - внутрнпочвенное и капельное орошение, мелкодисперсное н импульсное дождевание. При импульсном дождевании на стационарной закрытой оросительной сети устанавливают среднеструйные аппараты импульсного действия, которые накапливают воду в течение нескольких минут и затем «импульсивно», почти мгновенно выбрасывают дождевую струю, поворачиваясь после этого на некоторый небольшой угол. Интенсивность дождя принимается равной интенсивности водопотребления орошаемой культуры, так что общие влагозапасы почвы в течение оросительного периода (вегетации растений) практически не меняются, оставаясь на достаточно высоком уровне. Положительная сторона импульсного дождевания состоит в обеспечении постоянных оптимальных влагозапасов почвы, а отрицательная - в необходимости большого количества труб, хотя и меньшего диаметра, чем для обычного «порционного» дождевания.

Этот же принцип непрерывного орошения лежит в основе капельного орошения.  Здесь пропущенная через специальные довольно сложные фильтры оросительная вода по системе (обычно из пластмассовых трубок) распределяется по полю и с помощью отводов с капельницами-наконечниками подводится непосредственно в корневую зону каждого растения, для чего капельницы-инъекторы вдавливаются в почву. Специальным механизмом капельницы регулируются на пропуск такого расхода воды, который полностью компенсирует водопотребление растений. В этом случае водопотребление орошаемых культур значительно меньше, чем при импульсном дождевании, поскольку вода подается на некоторую глубину, и при сухой поверхности почвы потери на физическое испарение воды сведены к минимуму. Поэтому капельное орошение называют еще инъекционно-капельным.

При внутрипочвенном орошении вода подается в почву по трубам-увлажнителям, которые располагают через 1-2 м на глубине 0,4-0,5 м (ниже пахотного горизонта). Длина труб-увлажнителей может достигать 100-200 м и более. Увлажнение почвы обычно осуществляется порционно отдельными поливными нормами, но имеются и системы внутрипочвенного орошения непрерывного действия.

При сильной атмосферной засухе (высокая температура и низкая влажность воздуха, особенно во время суховеев) даже при относительно высокой влажности почвы физиологические процессы в растениях могут угнетаться вследствие превышения интенсивности над скоростью поступления воды из почвы через корневую систему растений. В этих условиях весьма эффективным оказывается так называемое мелкодисперсное дождевание, когда с помощью специальных разбрызгивателей образуют пелену очень мелкого дождя, почти тумана, который, оседая на листьях растений, обеспечивает резкое улучшение физиологических процессов при ничтожно малом расходе воды. Мелкодисперсное дождевание следует рассматривать как вспомогательное средство борьбы с вредным воздействием суховеев на культурные растения, хотя в маловодных засушливых районах оно может применяться как самостоятельный вид орошения, обеспечивающий значительное повышение урожайности сельскохозяйственных культур (хотя и не столь большое, как при обычном «увлажнительном» дождевании) при минимальных затратах оросительной воды.

 

Вопросы для самоконтроля

 

1) Орошение дождеванием. Преимущества и недостатки.

2) Полив по бороздам.

3) Полив затоплением.

4) Требования, предъявляемые к способам полива.

5) Современные способы полива.

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

Основная

1.Мелиорация земель: учебник / Ассоциация "Агрообразование"; ред. А. И. Голованов. - М.: КолосС, 2011. - 824 с. -ISBN 978-5-9532-0752-2

2.Рекультивация нарушенных земель: учебное пособие / А. И. Голованов, Ф. М. Зимин, В.И. Сметанин. - М.: КолосС, 2009. - 325 с.: ил. - (Учебники и учеб. пособия для студентов высш. учеб. заведений). -ISBN 978-5-9532-0689-1.

 

Дополнительная

1.Зайдельман, Ф.Р. Мелиорация почв / Ф.Р. Зайдельман. –М.: Изд-во МГУ, 2003. – 448 с.

2.Пупонин, А.И. Земледелие / А.И. Пупонин, Г.И. Баздырев, В.Г. Лошаков и д.р. –М.: Колос, 2000. – 552с.

3.Лысогоров, С.Д. Орошаемое земледелие / С.Д. Лысогоров, В.А. Ушкаренко. -М.: Колос, 1995. – 447с.

4.Данилов, А.Н. Оросительная мелиорация в условиях недостаточного увлажнения Поволжья /А.Н. Данилов. –Саратов: ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ им.Н.И. Вавилова, 2011. – 105 с.

5.Кубанцев, А.П. Проектирование орошаемого участка /А.П. Кубанцев. – Саратов: ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ им. Н.И. Вавилова, 2010. –76 с.

 

ЛЕКЦИЯ 4