Орошение люцерны, нормы и сроки полива
Люцерна посевная (Medicago sativa), прямостоячее ветвистое растение семейства бобовых и представлена как многолетними, так и однолетними формами. Это древнейшая культура, ее начали выращивать много тысяч лет назад, предположительно в то же время, когда и пшеницу.
Требования к влажности почвы
Люцерна предъявляет повышенные требования к воде. Некоторые виды ее (люцерна северная, желтая, голубая) способны переносить временное избыточное увлажнение почвы, и даже кратковременное затопление. Транспирационный коэффициент люцерны довольно высокий и колеблется по видам и сортам от 700 до 1200 ед. к атмосферной засухе она устойчива, но требовательна к влажности почвы. Чтобы получить высокий урожай зеленой массы. Необходимо поддерживать влажность в пределах 75 – 80 % от полной полевой Влагоемкости (ППВ) почвы; для семенной люцерны в засушливых районах оптимальный режим влажности до фазы цветения – 70 – 75 (в метровом слое почвы), после цветения – 60 – 65% ППВ.
Орошение
Люцерна как многоукосное растение обладает высокими потенциальными возможностями повышения урожая. Однако высокую урожайность зеленой массы и сена получают только при правильном режиме орошения.
Люцерна на формирование мощной корневой системы и надземной массы расходует большое количество воды (Транспирационный коэффициент в среднем составляет 700 – 800 единиц). При урожае сена 150 – 200 ц/га за четыре – пять укосов суммарный расход воды достигает 7000 – 8000 м3/га. По фазам развития потребление воды неодинаково. В южных и юго-восточных районах среднесуточный расход влаги люцерной составляет: в период отрастания – 25 м3/га, в фазу бутонизации – 45, цветения – 58, налива и созревания семян – 31 м3/га.
Наибольшее количество воды люцерна потребляет в фазу цветения, когда отмечается максимальный прирост надземной массы. Суммарный расход влаги за сутки в этот период в среднем достигает 50 – 60, а во время засухи – 100 м3/га. Меньше всего люцерна расходует воды на формирование первого укоса, что объясняется относительно высокой среднемесячной температурой и более высокой влажностью воздуха. Наиболее интенсивное водопотребление – в июле – августе.
Чтобы поддерживать оптимальную влажность почвы на посевах люцерны применяют различные способы полива. Большое распространение получило орошение напуском по полосам и дождевание. Значительно реже применяют подпочвенное орошение и затопление по чекам. На выбор способа полива значительное влияние оказывают рельеф и механический состав почвы. Исследованиями установлено, что для получения высокого урожая зеленой массы люцерны необходимо поддерживать влажность почвы на уровне 70 – 80 %ППВ.
Обеспечение оптимального режима влажности способствует лучшему развитию после скашивания, образованию мощного травостоя с высокой фотосинтетической продуктивностью. Различный режим орошения оказывает большое влияние на размер ассимиляционного аппарата. Листовая поверхность при поддержании влажности почвы 80 %ППВ составляет 83,5 тыс. м2/га, при 70% ППВ – 67,0 тыс., при 60 % – 62,6 тыс. м2/га. Максимальный суточный прирост сухого вещества достигает при 80 % ППВ 258 кг/га. Для поддержания оптимального режима влажности большое значение имеет правильная установка поливных норм. Обычно при расчете поливной нормы глубину активного слоя почвы, из которого интенсивно потребляется влага, принимают 1 м. однако при дождевании наиболее высокие урожаи травосмеси люцерны получают, когда влажность 80 % ППВ поддерживают в слое 0 – 50 и 0 – 70 см. При более глубоком промачивании почвы урожай не повышается.
На основании обобщения данных научно-исследовательских учреждений рекомендуются следующие примерные поливы и оросительные нормы. В лесостепной зоне на черноземах и серых лесных почвах целесообразно дождевание нормой 400 – 500 м3/га. В зависимости от влагообеспеченности почвы и метеорологических условий года количество поливов по районам зоны изменяется от двух до пяти, а оросительная норма – 1000–2400 м3/га. В степной зоне на черноземах при поливе дождеванием поливная норма составляет 450–600, оросительная – 3000 – 4000 м3/га, число поливов – четыре – шесть.
В засушливых районах на каштановых и светло-каштановых почвах эффективен следующий режим орошения люцерны: в сильно засушливые годы под первый укос дают два-три полива дождеванием, под второй – три – четыре полива нормой 600 – 700 м3/га. Оросительная норма в такие годы достигает 6000 – 7000 м3/га. В средние по увлажненности годы оросительная норма снижается до 4500 – 5000 м3/га. Поливы при четыре – пятиукосном использовании люцерны распределяют под первый и последний укос – один-два и под остальные – два-три полива. Поливная норма при этом составляет 500 – 600 м3/га.
Значение орошения для культур
Полив или орошение для различных сельскохозяйственных культур трудно переоценить. Известно, что без увлажнения в достаточной степени ни одна сельскохозяйственная культура не сможет обеспечить качественный урожай. При воздействии засухи, обезвоживании растения не развиваются, происходит их увядание и отмирание. Поэтому важно предоставить растению влагу в достаточной степени в оптимальное время. Орошение увеличивает урожайность культур, их товарность, улучшает вкусовые качества.
Каким же культурам необходимо орошение? Всем. Но всем в разной степени. Некоторые культуры обладают мощной корневой системой и менее зависят от колебаний в выпадении осадков и поэтому они могут нормально развиваться без организации искусственного орошения. Другие культуры в сложившихся экономических условиях поливать невыгодно, т.к. затраты на проведение мероприятий по орошению могут превысить ожидаемую выручку от реализации продукции. Поэтому очень важно определить экономическую целесообразность проведения подобных мероприятий. Не менее важно определить и систему орошения: будет ли это капельное орошение, поверхностный полив катушками, фронтальные машины или машины кругового полива, так называемые «Пивот». Остановимся поподробнее на данных системах.
Виды систем орошения. Основные особенности.
Прежде всего определим что есть что:
Капельное орошение – это система орошения, при которой подача воды к растению осуществляется по специальным трубкам – капельным линиям, которые проложены по каждому рядку растений. Капельные ленты могут быть щелевыми и эмитерными. В основе работы эмитерной капельной ленты лежит создание турбулентного потока, который создает прочный канал, стойкий к засорению, обеспечивает равномерный водовыпуск и прохождение водой более длинных расстояний. Щелевая капельная лента имеет щель, выполненную в боковой поверхности, сквозь которую проходит вода. Кроме капельных лент в систему входит насосная станция, фильтр и соединительные трубопроводы. Капельные ленты укладываются при посадке или первой междурядной обработки с помощью специальных укладчиков, монтируемых на сеялки и культиваторы. Ленты могут как заделываться в гряду (это имеет место при возделывании картофеля), так и укладываться на поверхность поля. Огромным преимуществом системы капельного орошения является то, что увлажнение растений происходит постоянно в течение всей вегетации по мере необходимости. Кроме того вместе с водой можно вносить жидкие удобрения, микроэлементы, а также использовать средства защиты растений. Для этого используют специальные дозаторы.
Капельное орошение (капельный полив) — метод полива, при котором вода подаётся непосредственно в прикорневую зону выращиваемых растений регулируемыми малыми порциями с помощью дозаторов-капельниц. Позволяет получить значительную экономии 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).
Орошение дождевальными машинами осуществляется методом поверхностного полива, т.е. вода поступает на поверхность почвы в виде дождя. Такой полив обеспечивает хорошее увлажнение почвы и надпочвенной части растений. Этот агроприем осуществляется с помощью дождевальных машин – так называемых «катушек». Катушка представляет собой прицеп на котором смонтирован барабан с намоткой шланга, тележка для брандспойта, элементы подачи воды и привода. Подача воды осуществляется с помощью насоса. Насос может иметь привод от ВОМ трактора, дизеля или электродвигателя. Некоторые модели оросительных катушек имеют в своем составе От насоса до поля и по краю поля необходимо проложить стационарный или быстро разборный трубопровод. Технологическая схема работы выглядит следующим образом: дождевальная катушка устанавливается на край поля и присоединяется к трубопроводу. Тележка с брандспойтом или консолью опускается с навесного устройства катушки, трактор подцепляет ее и двигается на противоположный край поля на длину намотки шланга, где трактор отцепляет ее. В катушку подается вода, которая под давлением в 5-9 атм поступает в гидромотор барабана, вращает рабочее колесо. Через редуктор крутящий момент передается на барабан. Барабан вращаясь, наматывает на себя шланг, тем самым обеспечивая передвижение тележки с брандспойтом или консолью по полю. Скорость передвижения тележки можно легко регулировать, тем самым устанавливая различную норму вылива. Таким образом орошается участок, ограниченный длиной шланга и шириной захвата консоли или брандспойта. После завершения орошения данного участка катушку необходимо переместить на следующий участок. Тележка, как уже упоминалось, может оснащаться или брандспойтом, или консолью. В чем преимущества и недостатки того и другого вида оснащения. Брандспойт на выходе создает сильную струю, которая разбивается на капли и с энергией попадает на растения. Поэтому таким методом можно поливать хорошо укоренившиеся растения, т.к. струи и капли воды могут вымыть растения из грунта и вместо пользы нанести вред. Консоль устраняет такую проблему, дождь который выходит из нее практически не оказывает негативного воздействия на растения на этапе ранних сроков вегетации. Таким образом рекомендуется проводить полив в два этапа: сначала работать консолью, а затем брандспойтом.
Фронтальные дождевальные машины и пивоты при работе создают мелкий дождь, который не оказывает отрицательного воздействия на растения. Данные машины представляют собой сложные металлоконструкции, представляющих единое целое на шасси, имеющие привод как от движения воды (посредством гидромотора и трансмиссии) так и от самостоятельного двигателя внутреннего сгорания. Длина машин, т.е их ширина захвата может достигать 500 и более метров. Запитывание происходит по стационарному трубопроводу от насоса или дизельного насосного агрегата. Данные системы особенно хорошо работают на посевах кукурузы, подсолнечника, лугах, пастбищах. Они обеспечивают равномерный полив. Круговые дождевальные машины двигаются по радиусу, равному ширине захвата вокруг гидранта. При окончании орошения участка они переходят на следующий. При работе фронтального пивота участок имеет прямоугольную форму, круговой – круга. Перемещение пивота однако ограничено наличием препятствий на поле: ЛЭП, деревьев и т.п. В целом для работы пивота необходимы большие участки, т.к. перемещение данных систем с одного поля на другое проблематично: необходимо решать вопросы по их демонтажу, транспортировке , монтажу и наладке на полях. Решением вопроса является организация орошения на смежных участках без серьезных препятствий между ними.
Техническое оснащение машин для полива
Современные оросительные установки практически все оснащены электронным управлением с помощью встроенных компьютеров или управляющих станций. Современные средства производства позволяют автоматизировать процесс орошения. В большей степени автоматизации поддается система капельного орошения, где такие значения, как периодичность полива, норма осадков, норма внесения микроэлементов и ядохимикатов легко поддается управлению.
В катушечных системах орошения необходимо при выборе обратить внимание на следующие особенности:
Катушка и все элементы должны быть защищены от воздействий коррозии (т.е. гальванизированы).
Для обеспечения равномерной ширины захвата необходимо, чтобы брандспойт или консоль не наклонялись в процессе работы и тележка шла ровно по междурядьям культур, не уходила в сторону. Это достигается путем применения сдвоенного шасси (как на самолете) и специальных направляющих лыж.
Вода при попадании в катушку не должна терять много энергии. Управление и эксплуатация катушки не должна быть трудоемка.
Сплинкерное орошение
Эти системы хорошо известны в мире и применяются во многих странах на тысячах гектаров. Спринклеры специально разработаны для экономии воды и энергии и удовлетворяют разным требованиям, как-то: диаметр орошаемой площади и форма струи распыления. Сфера применения спринклерного орошения весьма многообразна. Его используют в овощеводстве, садоводстве, виноградарстве, при выращивании рассады, саженцев, в теплицах, питомниках, парках и домашних садах, на клумбах, а также в качестве охлаждающих и противозаморозковых систем. Разбрызгивание, или распыление воды является имитацией естественного природного явления — дождя. Спринклеры подразделяются на несколько групп, предназначенных для применения в различных, специфических, условиях.
Требования к влажности почвы
Люцерна предъявляет повышенные требования к воде. Некоторые виды ее (люцерна северная, желтая, голубая) способны переносить временное избыточное увлажнение почвы, и даже кратковременное затопление. Транспирационный коэффициент люцерны довольно высокий и колеблется по видам и сортам от 700 до 1200 ед. к атмосферной засухе она устойчива, но требовательна к влажности почвы. Чтобы получить высокий урожай зеленой массы. Необходимо поддерживать влажность в пределах 75 – 80 % от полной полевой Влагоемкости (ППВ) почвы; для семенной люцерны в засушливых районах оптимальный режим влажности до фазы цветения – 70 – 75 (в метровом слое почвы), после цветения – 60 – 65% ППВ.
Орошение
Люцерна как многоукосное растение обладает высокими потенциальными возможностями повышения урожая. Однако высокую урожайность зеленой массы и сена получают только при правильном режиме орошения.
Люцерна на формирование мощной корневой системы и надземной массы расходует большое количество воды (Транспирационный коэффициент в среднем составляет 700 – 800 единиц). При урожае сена 150 – 200 ц/га за четыре – пять укосов суммарный расход воды достигает 7000 – 8000 м3/га. По фазам развития потребление воды неодинаково. В южных и юго-восточных районах среднесуточный расход влаги люцерной составляет: в период отрастания – 25 м3/га, в фазу бутонизации – 45, цветения – 58, налива и созревания семян – 31 м3/га.
Наибольшее количество воды люцерна потребляет в фазу цветения, когда отмечается максимальный прирост надземной массы. Суммарный расход влаги за сутки в этот период в среднем достигает 50 – 60, а во время засухи – 100 м3/га. Меньше всего люцерна расходует воды на формирование первого укоса, что объясняется относительно высокой среднемесячной температурой и более высокой влажностью воздуха. Наиболее интенсивное водопотребление – в июле – августе.
Чтобы поддерживать оптимальную влажность почвы на посевах люцерны применяют различные способы полива. Большое распространение получило орошение напуском по полосам и дождевание. Значительно реже применяют подпочвенное орошение и затопление по чекам. На выбор способа полива значительное влияние оказывают рельеф и механический состав почвы. Исследованиями установлено, что для получения высокого урожая зеленой массы люцерны необходимо поддерживать влажность почвы на уровне 70 – 80 %ППВ.
Обеспечение оптимального режима влажности способствует лучшему развитию после скашивания, образованию мощного травостоя с высокой фотосинтетической продуктивностью. Различный режим орошения оказывает большое влияние на размер ассимиляционного аппарата. Листовая поверхность при поддержании влажности почвы 80 %ППВ составляет 83,5 тыс. м2/га, при 70% ППВ – 67,0 тыс., при 60 % – 62,6 тыс. м2/га. Максимальный суточный прирост сухого вещества достигает при 80 % ППВ 258 кг/га. Для поддержания оптимального режима влажности большое значение имеет правильная установка поливных норм. Обычно при расчете поливной нормы глубину активного слоя почвы, из которого интенсивно потребляется влага, принимают 1 м. однако при дождевании наиболее высокие урожаи травосмеси люцерны получают, когда влажность 80 % ППВ поддерживают в слое 0 – 50 и 0 – 70 см. При более глубоком промачивании почвы урожай не повышается.
На основании обобщения данных научно-исследовательских учреждений рекомендуются следующие примерные поливы и оросительные нормы. В лесостепной зоне на черноземах и серых лесных почвах целесообразно дождевание нормой 400 – 500 м3/га. В зависимости от влагообеспеченности почвы и метеорологических условий года количество поливов по районам зоны изменяется от двух до пяти, а оросительная норма – 1000–2400 м3/га. В степной зоне на черноземах при поливе дождеванием поливная норма составляет 450–600, оросительная – 3000 – 4000 м3/га, число поливов – четыре – шесть.
В засушливых районах на каштановых и светло-каштановых почвах эффективен следующий режим орошения люцерны: в сильно засушливые годы под первый укос дают два-три полива дождеванием, под второй – три – четыре полива нормой 600 – 700 м3/га. Оросительная норма в такие годы достигает 6000 – 7000 м3/га. В средние по увлажненности годы оросительная норма снижается до 4500 – 5000 м3/га. Поливы при четыре – пятиукосном использовании люцерны распределяют под первый и последний укос – один-два и под остальные – два-три полива. Поливная норма при этом составляет 500 – 600 м3/га.
Значение орошения для культур
Полив или орошение для различных сельскохозяйственных культур трудно переоценить. Известно, что без увлажнения в достаточной степени ни одна сельскохозяйственная культура не сможет обеспечить качественный урожай. При воздействии засухи, обезвоживании растения не развиваются, происходит их увядание и отмирание. Поэтому важно предоставить растению влагу в достаточной степени в оптимальное время. Орошение увеличивает урожайность культур, их товарность, улучшает вкусовые качества.
Каким же культурам необходимо орошение? Всем. Но всем в разной степени. Некоторые культуры обладают мощной корневой системой и менее зависят от колебаний в выпадении осадков и поэтому они могут нормально развиваться без организации искусственного орошения. Другие культуры в сложившихся экономических условиях поливать невыгодно, т.к. затраты на проведение мероприятий по орошению могут превысить ожидаемую выручку от реализации продукции. Поэтому очень важно определить экономическую целесообразность проведения подобных мероприятий. Не менее важно определить и систему орошения: будет ли это капельное орошение, поверхностный полив катушками, фронтальные машины или машины кругового полива, так называемые «Пивот». Остановимся поподробнее на данных системах.
Виды систем орошения. Основные особенности.
Прежде всего определим что есть что:
Капельное орошение – это система орошения, при которой подача воды к растению осуществляется по специальным трубкам – капельным линиям, которые проложены по каждому рядку растений. Капельные ленты могут быть щелевыми и эмитерными. В основе работы эмитерной капельной ленты лежит создание турбулентного потока, который создает прочный канал, стойкий к засорению, обеспечивает равномерный водовыпуск и прохождение водой более длинных расстояний. Щелевая капельная лента имеет щель, выполненную в боковой поверхности, сквозь которую проходит вода. Кроме капельных лент в систему входит насосная станция, фильтр и соединительные трубопроводы. Капельные ленты укладываются при посадке или первой междурядной обработки с помощью специальных укладчиков, монтируемых на сеялки и культиваторы. Ленты могут как заделываться в гряду (это имеет место при возделывании картофеля), так и укладываться на поверхность поля. Огромным преимуществом системы капельного орошения является то, что увлажнение растений происходит постоянно в течение всей вегетации по мере необходимости. Кроме того вместе с водой можно вносить жидкие удобрения, микроэлементы, а также использовать средства защиты растений. Для этого используют специальные дозаторы.
Капельное орошение (капельный полив) — метод полива, при котором вода подаётся непосредственно в прикорневую зону выращиваемых растений регулируемыми малыми порциями с помощью дозаторов-капельниц. Позволяет получить значительную экономии 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).
Орошение дождевальными машинами осуществляется методом поверхностного полива, т.е. вода поступает на поверхность почвы в виде дождя. Такой полив обеспечивает хорошее увлажнение почвы и надпочвенной части растений. Этот агроприем осуществляется с помощью дождевальных машин – так называемых «катушек». Катушка представляет собой прицеп на котором смонтирован барабан с намоткой шланга, тележка для брандспойта, элементы подачи воды и привода. Подача воды осуществляется с помощью насоса. Насос может иметь привод от ВОМ трактора, дизеля или электродвигателя. Некоторые модели оросительных катушек имеют в своем составе От насоса до поля и по краю поля необходимо проложить стационарный или быстро разборный трубопровод. Технологическая схема работы выглядит следующим образом: дождевальная катушка устанавливается на край поля и присоединяется к трубопроводу. Тележка с брандспойтом или консолью опускается с навесного устройства катушки, трактор подцепляет ее и двигается на противоположный край поля на длину намотки шланга, где трактор отцепляет ее. В катушку подается вода, которая под давлением в 5-9 атм поступает в гидромотор барабана, вращает рабочее колесо. Через редуктор крутящий момент передается на барабан. Барабан вращаясь, наматывает на себя шланг, тем самым обеспечивая передвижение тележки с брандспойтом или консолью по полю. Скорость передвижения тележки можно легко регулировать, тем самым устанавливая различную норму вылива. Таким образом орошается участок, ограниченный длиной шланга и шириной захвата консоли или брандспойта. После завершения орошения данного участка катушку необходимо переместить на следующий участок. Тележка, как уже упоминалось, может оснащаться или брандспойтом, или консолью. В чем преимущества и недостатки того и другого вида оснащения. Брандспойт на выходе создает сильную струю, которая разбивается на капли и с энергией попадает на растения. Поэтому таким методом можно поливать хорошо укоренившиеся растения, т.к. струи и капли воды могут вымыть растения из грунта и вместо пользы нанести вред. Консоль устраняет такую проблему, дождь который выходит из нее практически не оказывает негативного воздействия на растения на этапе ранних сроков вегетации. Таким образом рекомендуется проводить полив в два этапа: сначала работать консолью, а затем брандспойтом.
Фронтальные дождевальные машины и пивоты при работе создают мелкий дождь, который не оказывает отрицательного воздействия на растения. Данные машины представляют собой сложные металлоконструкции, представляющих единое целое на шасси, имеющие привод как от движения воды (посредством гидромотора и трансмиссии) так и от самостоятельного двигателя внутреннего сгорания. Длина машин, т.е их ширина захвата может достигать 500 и более метров. Запитывание происходит по стационарному трубопроводу от насоса или дизельного насосного агрегата. Данные системы особенно хорошо работают на посевах кукурузы, подсолнечника, лугах, пастбищах. Они обеспечивают равномерный полив. Круговые дождевальные машины двигаются по радиусу, равному ширине захвата вокруг гидранта. При окончании орошения участка они переходят на следующий. При работе фронтального пивота участок имеет прямоугольную форму, круговой – круга. Перемещение пивота однако ограничено наличием препятствий на поле: ЛЭП, деревьев и т.п. В целом для работы пивота необходимы большие участки, т.к. перемещение данных систем с одного поля на другое проблематично: необходимо решать вопросы по их демонтажу, транспортировке , монтажу и наладке на полях. Решением вопроса является организация орошения на смежных участках без серьезных препятствий между ними.
Техническое оснащение машин для полива
Современные оросительные установки практически все оснащены электронным управлением с помощью встроенных компьютеров или управляющих станций. Современные средства производства позволяют автоматизировать процесс орошения. В большей степени автоматизации поддается система капельного орошения, где такие значения, как периодичность полива, норма осадков, норма внесения микроэлементов и ядохимикатов легко поддается управлению.
В катушечных системах орошения необходимо при выборе обратить внимание на следующие особенности:
Катушка и все элементы должны быть защищены от воздействий коррозии (т.е. гальванизированы).
Для обеспечения равномерной ширины захвата необходимо, чтобы брандспойт или консоль не наклонялись в процессе работы и тележка шла ровно по междурядьям культур, не уходила в сторону. Это достигается путем применения сдвоенного шасси (как на самолете) и специальных направляющих лыж.
Вода при попадании в катушку не должна терять много энергии. Управление и эксплуатация катушки не должна быть трудоемка.
Сплинкерное орошение
Эти системы хорошо известны в мире и применяются во многих странах на тысячах гектаров. Спринклеры специально разработаны для экономии воды и энергии и удовлетворяют разным требованиям, как-то: диаметр орошаемой площади и форма струи распыления. Сфера применения спринклерного орошения весьма многообразна. Его используют в овощеводстве, садоводстве, виноградарстве, при выращивании рассады, саженцев, в теплицах, питомниках, парках и домашних садах, на клумбах, а также в качестве охлаждающих и противозаморозковых систем. Разбрызгивание, или распыление воды является имитацией естественного природного явления — дождя. Спринклеры подразделяются на несколько групп, предназначенных для применения в различных, специфических, условиях.
