Потребность в орошении. Системы орошения. Влажность почвы

Согласно определению орошение — это искусственная подача воды к растениям для обеспечения здорового роста сельскохозяйственной культуры. Оно отличается от естественного поступления воды из осадков, почвы и капиллярного подъема из грунтовых вод. Полная потребность в орошении — это количество воды, которое должно быть доставлено посредством орошения в корневую зону растений с учетом вклада осадков, влажности почвы и капиллярного питания от грунтовых вод.

Она должна включать любые особые потребности в воде, например для выщелачивания солей из корневой зоны, а в случае рисовых и джутовых полей воду, необходимую для подготовки земли, потребность в стоячей воде, на просачивание и периодический водоотвод.

Соответственно, полная потребность в орошении сельскохозяйственной культуры равна потребностям на суммарное испарение ET в её корневой зоне (потребность культуры в воде), а также особым потребностям в воде сельскохозяйственных культур, как, например, вода, необходимая для выщелачивания и подготовки земли, за вычетом эффективных осадков, почвенной влаги и капиллярного питания от грунтовых вод.

При орошении неизбежны некоторые потери воды в процессе ее транспортирования от источника до корневой зоны, а также при распределении и использовании. Эффективность орошения зависит от эффективности транспортировочной системы, системы распределения, метода и сроков орошения. Следовательно, общее количество требующейся для полива воды, известное как валовая потребность орошения, оценивается следующим образом:

Валовая потребность орошения = Полная потребность орошения/Эффективность орошения

где эффективность орошения — это эффективность применения, умноженная на эффективность распределения и на эффективность транспортирования.

Полная и валовая оросительные потребности могут быть оценены на уровне отдельных полей или ферм, а также на уровне рассматриваемой площади с незначительным или крупным рукавом, либо главным рукавом, либо магистральным каналом или для проекта орошения с использованием соответствующего значения эффективности. Валовая оросительная потребность выражается в единицах объема воды на один гектар посевных площадей в течение определенного периода времени, например недели, месяца или вегетационного сезона.

Системы орошения. Источниками воды для орошения могут служить искусственные водохранилища и озера, подземные воды, получаемые посредством открытых колодцев или скважин или из естественных водотоков через водоводы. В случае если вода содержится в резервуарах, образованных дамбами и плотинами, орошаемые площади могут находиться далеко от источника воды и, возможно, воду на сельскохозяйственные поля придется подавать через обширную распределительную сеть каналов, крупных и мелких рукавов (см. рисунок II.4.11).

Рисунок II.4.11. Ирригационная система

Распределительная сеть, как правило, минимальна, если вода для орошения берется из рек, озер и подземных горизонтов (в порядке убывания). Значительные потери на фильтрацию наблюдаются при транспортировании воды от источника до мест выпуска воды на поля.

Дополнительные потери воды связаны с ее распределением по полям, ниже выпусков, посредством полевых каналов. Поэтому важно, чтобы эффективность орошения, используемая для оценки валовой оросительной нагрузки на источник, учитывала потери транспортировки и распределения воды в системе.

Рисунок II.4.12. Общая классификация методов орошения

Орошение сельскохозяйственных культур осуществляется различными методами, которые можно разделить на поверхностные и подземные методы. Методы орошения могут также быть разделены на осуществляемые под действием силы тяжести или под давлением (см. рисунок II.4.12). Подробное описание и процедуры проектирования таких оросительных систем доступны в общепринятых учебниках по орошению.

Влажность почвы. Применение разных методов орошения приводит к различной степени доступности влаги в корневой зоне (см. рисунок II.4.13). Метод орошения, который обеспечивает равномерную влажность корневой зоны, равную или близкую уровню нормальной влагоёмкости, вызывает наименьший стресс у растений, что способствует здоровому росту. Современный контроль орошения и методы его осуществления основаны на мониторинге состояния влажности почвы в корневой зоне.

Рисунок II.4.13. Режимы влажности почвы при различных методах орошения

Влажность почвы на различных глубинах в корневой зоне может быть определена гравиметрическими или объемными методами. Современные приборы, такие как нейтронные датчики влаги и рефлектометры временной области, все чаще используются для точного мониторинга влажности почвы в корневой зоне (см. том I, раздел 4.5).

Данные проб влажности почвы могут быть введены в компьютеры для оценки потребностей в орошении и автоматического управления оросительной системой. Большинство современных автоматизированных систем контроля и управления орошением основаны на таком подходе.