Потребности в воде сельскохозяйственных культур

Потребности в воде сельскохозяйственных культур выражаются слоем воды, необходимой для возмещения потерь воды на суммарное испарение с поверхности здоровых сельскохозяйственных культур, выращиваемых на больших полях при отсутствии ограничений в отношении почвенных условий, включая отсутствие дефицита почвенной влаги и ограничения по плодородию почв (Doorenboes and Pruit, 1977).

Потребности в воде зависят от сельскохозяйственной культуры и места произрастания, т. е. от вида культуры, местного климата и почвы. Они рассчитываются за определенный период времени, например, неделю, месяц или вегетативный сезон.

Суммарное испарение включает в себя испарение с прилегающей поверхности почвы, испарение перехваченной воды и транспирацию через поры поверхности эпидермиса растения, например коры или листьев. Кроме того, вода необходима для метаболической деятельности, обеспечивающей рост растений. Общее количество воды, необходимое для здорового роста культур, называют суммарным водопотреблением.

Однако количество воды, необходимое для метаболической деятельности, очень мало по сравнению с потребностями на суммарное испарение (менее одного процента) и, таким образом, термины суммарное водопотребление и суммарное испарение сельскохозяйственных культур являются взаимозаменяемыми.

Обычно потребности сельскохозяйственной культуры в воде частично удовлетворяются за счет локальных осадков и запаса почвенной влаги, а также в результате капиллярного поднятия грунтовых вод там, где уровень грунтовых вод ближе к корневой зоне. Только часть осадков, называемая эффективными осадками, используется сельскохозяйственными культурами для роста.

Следует соблюдать осторожность при использовании этого термина, поскольку под эффективными осадками специалисты из различных дисциплин подразумевают разные характеристики. Для инженера водного хозяйства эффективные осадки — это осадки, которые достигают водохранилища в виде стока, а для гидрогеолога — это часть осадков, которая пополняет грунтовые воды. Для агронома или фермера — это часть осадков, способствующая удовлетворению потребностей растущих в воде сельскохозяйственных культур, обусловленная суммарным испарением.

С точки зрения потребностей сельскохозяйственных культур в воде, эффективные осадки — это та часть осадков, которая прямо или косвенно полезна для роста сельскохозяйственных культур на участке, где они выпадают, но без применения каких-либо механических средств. Остальные осадки либо испаряются обратно в атмосферу, либо стекают по поверхности почвы, либо поглощаются почвой или просачиваются через корневую зону.

Количество эффективных осадков зависит от различных факторов, таких как вид растений, условия влажности почвы в корневой зоне, климат и временное распределение осадков. Подробная информация об оценке эффективных осадков для конкретных ситуаций сельскохозяйственных культур, почв и климата дана в публикации Irrigation and Drainage Paper 25 (Ирригация и дренаж, № 25) Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (ФАО) (Dastane, 1972).

Определение потребностей сельскохозяйственных культур в воде. В течение многих лет ФАО выпускает различные рекомендации по оценке потребностей сельскохозяйственных культур в воде. В частности, публикация Irrigation and Drainage Paper 56 (Ирригация и дренаж, № 56) (Allen and others, 1998) содержит подробные расчеты потребностей культур в воде.

В 1990 г. группа экспертов рекомендовала ФАО принятие комбинированного уравнения Пенмана-Монтейта в качестве нового стандарта для оценки суммарного испарения. Этот метод использует стандартные климатические данные, которые можно легко измерить или получить по другим широко используемым данным, и обеспечивает согласованные значения для расчета потребности сельскохозяйственных культур в воде по всему миру. Основные понятия и идеи, связанные с определением потребности растений в воде, кратко приведены ниже.