Физиологические основы орошения

Развитие и выживание растений в любых условиях гораздо больше зависит от доступности воды, чем от какого-либо другого фактора среды. Примерно 1/3 поверхности суши занимают области, где обнаруживается дефицит влаги. Половина этой площади, около 12% поверхности Земли, является крайне засушливой.

В засушливых районах Украины гарантированные и высокие урожаи можно получить как правило, лишь на орошении. в орошаемом земледелии для обеспечения посевов влагой используют: поверхностный полив, дождевание и почвенное орошение. Каждый из способов полива отчасти изменяет микроклимат поля и по разному влияет на рост и развитие растений. При поверхностном способе полива по бороздам, например, создаются условия для развития мощной корневой системы.

При поливе дождеванием преобладающая масса корней располагается в верхнем полуметровом слое почвы. такая глубина создает благоприятные условия для интенсивного поглощения минеральных удобрений, обычно проникающих не глубже 0,5м, а также для наилучшего использования пахотного горизонта, наиболее богатого питательными элементами.

Мелкодисперсионное дождевание – орошение * (аэрозоль), дает возможность сократить оросительные нормы в 5-6 и даже 10 раз. И этим самым повысить интенсивность фотосинтеза и ростовых процессов.

Почвенное орошение не влияет на микроклимат поля, но его достижение состоит в том, что этот способ орошения способствует сохранению структуры верхних слое почвы. при этом способе орошения улучшается аэрация почвы, что чрезвычайно важно для хорошего развития и деятельности корневой системы с/х культур.

В практике орошаемого земледелия очень важно правильно определить то состояние влажности почвы, ниже которой уменьшается накопление органической массы и снижается урожай. Для большинства типов почв пороговые величины влажности, при которых полностью прекращаются ростовые процессы, составляют нижний предел 20-30% и верхний 90% ППВ. Нижний предел связан с возрастанием водоудерживающих сил, верхний – с ухудшением аэрации почвы.

Оптимальной для накопления сухого вещества является влажность 70-80% ППВ. Именно в этом интервале необходимо поддерживать влажность почвы поливами.

При разработке рациональных режимов орошения с/х культур необходимо, прежде всего, определить суммарное водопотребление. При его расчете исходят из величины проектируемого урожая (Упр), ц/га и величины затрат на единицу урожая (К). Мсум = Упр х Квод, м³/га, где Квод – коэффициень водопотребления, это колдичество воды м3 расходуемое полем на образование единицы продукции, т и ц.

Квод = Транс+Испарен/N (вес урожая).

Таким образом, в Квод включается испарение с поверхности почвы (эвапорация) и транспирация (испарение через листья). коэффициент водопотребления зависит от почвенно-климатических факторов. В очень засушливой степной зоне Квод=780 для люцерны на сено, засушливой 650, в слабозасушливой 500. как общее правило, в засушливые годы Квод выше, чем во влажные. Во влажные годы Квод основных злаковых культур составлял 400-600, а в засушливые поднимался до 2000-2500 м³/т.

Из агрономических приемов на Квод влияют удобрения. Внесение удобрений не только повышает урожай, но и снимает затраты воды на единицу продукции, так как расход воды на эвапотранспирацию возрастает незначительно.

Измерив величину суммарного водопотребления приступают к расчетам оросительной нормы. Оросительная норма определяется по формуле:

Мор = Мсум – Мо – Мво [-Мг] м³/га

Где, Мсум – суммарное водопотребление; Мо – запас воды в почве, создаваемый осенне-зимними и весенними осадками, Мво – запас воды образуемый в почве осадками за вегетационный период; Мг – используемая растением грунтовая вода.

Оросительная норма это количество волды которое необходимо подать на участок за весь период вегетации. А за весь период необходимо провести от5-8 поливов. Поэтому оросительную норму составляют поливные нормы, т.е. то количество воды которое нужно подать за один полив. Мор для нашей зоны при выращивании кукурузы на силос = 2500 м³/га. Для правильного определения поливной нормы необходимо знать три величины:

1. полевую влагоемкость почвы,

2. допустимый нижний предел влажности почвы перед поливом (Во),

3. глубина увлажняемого слоя (Н).

Для расчета поливной нормы применяется формула: m = 100 x h x a (R-r), м³/га, где а – объемная масса почвы (Т/м³), h – глубина на которую рассчитывается поливная норма, м., R – полевая влагоемкость, в % на абсолютно сухую почву, r – влагоёмкость почвы ко времени полива.

Примерная глубина увлажнения почвы для условий Донбасса принимается в следующих пределах: кукуруза 0,3, пшеница 0,7-1,0 м, люцерна 0,8-1 м, лук 0,4-0,5 м, плодовые деревья 0,8-1,5 м, томаты 0,6-0,7 м. поливная норма = 320 до 740 м³/га. Зависит от типа почвы и глубины увлажнения. При орошении весьма ответственным и трудным является определение оптимальных сроков полива, т.е. определение момента, когда растение нуждается в воде. Время полива можно определить:

1. по влажности почвы,

2. по физиологическим показателям,

3. по влагоемкости почвы.

физиологические показатели. Надежным показателем условий водоснабжения является концентрация клеточного сока (ККС). При недостатке влаги в почве ККС очень быстро возрастает. Экспериментальным путем установлены критические значения ККС, при которых необходим полив.

Культуры	Индикаторный орган	Время определения	Фаза вегетации или месяц	ККС, %
Кукуруза	Основания жилки листьев 10 яруса	10-11	До цветения, после цветения	6-10
Томаты и картофель	Листья ***	10-11	Весь период вегетации	8,5-10
Морковь и столовая свекла	Листья среднего яруса	10-11	Весь период вегетации
Яблоня	Листья*		Июль-август	23-24

Хорошим показателем условий водоснабжения является динамика устьичных движений. По мере расходования поливной воды щель их открывается все меньше и меньше и при исчерпании запаса доступной воды они вовсе перестают открываться. Современными методами установления срока полива плодовых культур являются: определение величины электрического сопротивления тканей листа (разработан в Академии наук Молдовы) и определение скорости водного потока (*).

По величине электрического сопротивления тканей листьев в пределах 500-800 кОм плодовые растения хорошо оводнены и в поливе не нуждаются.

При повышении электрического сопротивления до 1000-1500 кОм сад следует поливать. Для измерения электрического сопротивления сконструирован тестер со специальным датчиком для измерения электрического сопротивления листьев на дереве.

На основе датчиков скорости водопотока в растении создана система для автоматического полива плодовых насаждений. В ствол плодового дерева вмонтировали датчик, он получает информацию о скорости водопотока, которую записывает на ленту, ив нужный момент подает сигнал оросительной системе – пора поливать.

В практике наиболее распространен метод определения сроков полива по влажности почвы. влажность почвы определяют термостатно-весовым способом или же с помощью влагомеров. Из влагомеров наиболее распространен "Днестр-2". В этом методе определяется величина полевой влагоемкости и затем устанавливается предел допустимого иссушения почвы, который не наносит существенного ущерба урожаю. Такой предел увлажнения варьирует обычно в процентах от влажности соответствующей * ПВ (например, 75% от ПВ). Из двух рассмотренных методов назначения сроков полива наиболее эффективным является оценка физиологического состояния растений.

Вариант	Яровая пшеница, ц/га
Полив по влажной почве	29,4
Полив по ККС	35,0
Прибавка урожая	5,6

На ход развития растений отрицательное действие оказывает не только недостаток воды, но и её избыток. Избыточное увлажнение может создаваться на орошаемых участках. Действие излишней воды на растение проявляется в ухудшении аэрации почвы и усилению анаэробных процессов.

В почве накапливаются углекислота, органические кислоты, а также восстановленные продукты органического и неорганического характера, некоторые из них ядовиты для корней растения.

С избыточным увлажнением почвы и воздуха связано явление полегания хлебов. Действие излишней воды на злаковые культуры проявляется в чрезмерном кущении и у них развивается больше листьев. Вследствие чего происходит взаимо-затемнение. Произрастая в затемненных условиях растения вытягиваются. В таких условиях механические ткани в стеблях развиваются слабо. В фазу же молочной начало восковой спелости, когда вес сырой массы наибольший, хлебные злаки, которые произрастают на участках с избыточным увлажнением полегают. Причина же полегания хлебов заключается в том, что нарушается правильное соотношение между массой надземной части и прочностью нижней части стебля.

У полегших растений налив зерна протекает ненормально, формируется щуплое зерно с меньшим содержанием питательных веществ, снижается урожай. Механизация уборки при полегании затрудняется, увеличиваются потери. полеганию хлебов способствует еще одно явление – раздревеснение. Пролегание хлебов чаще всего происходит в фазе начала молочной и начала восковой спелости. Именно в эту же фазу и наблюдается * абсолютного содержания клетчатки, *** в таких частях растения как стебли. * клеточных оболочек стебля распадаются и используют на формирование семян., отчего соломина и становится менее прочной.

Способы предупреждения полегания: применительно к такому физиологическому процессу как раздревеснение – мера предупреждения такова – возделывание устойчивых к полеганию сортов ***. Применительно к избыточному увлажнению – в условиях орошения соблюдать норму высева и глубину заделки семян и выдерживать оптимальный режим орошения. Правильное определение сроков полива по величине сосущей силы и по *** и правильной нормы полива.

Среди факторов, способствующих устойчивости растений к полеганию заслуживают внимания ретарданты. Под действием *высота растений уменьшается на 20-30%. Опрыскивания проводят в фазу 5-6 листьев, когда укорачивается высота стебля за счет самых нижних междоузлий. Расход * 5-8 кг д.в. на 1га.