Орошение почвы
ОРОШЕНИЕ • Большая российская энциклопедия
ОРОШЕ́НИЕ (ирригация), комплекс мероприятий по поддержанию водного режима почв, оптимального для растений, испытывающих в естественных условиях недостаток во влаге; один из осн. видов мелиорации. Включает комплекс технич., агротехнич., организационно-хозяйственных мероприятий, в основе которых лежат гидротехнич. приёмы нормирования подачи воды в почву и превращения её в почвенную влагу. О. необходимо не только в аридных условиях, но и в лесостепной и лесной (преим. в подзоне юж. тайги) зонах для периодич. полива овощных культур и многолетних трав (О. пастбищ). Поддержание запасов влаги в вегетац. период растений на оптимальном уровне влияет на качество продукции растениеводства, а также позволяет увеличить урожайность культур на 15–30% (в зависимости от почвенно-климатич. условий региона), в засушливых условиях сухостепной зоны – в 3–4 раза. О. улучшает микроклимат в приземном слое воздуха, а также общую гидромелиоративную обстановку, смягчает жёсткие экологич. условия с.-х. угодий территорий с аридным климатом. Правильное применение О. способствует усилению аэробных процессов в почве, приводящих к ускорению процесса нитрификации.
О. в зависимости от длительности и эффективности воздействия бывает регулярным и разовым. При регулярном О. оросит. воду в виде полива подают на орошаемое поле в зависимости от содержания влаги в почве, потребности с.-х. культуры в ней, метеорологич. условий (значений темп-ры, испаряемости, дефицита влажности воздуха и др.), наличия запаса воды, достаточного для всего периода вегетации, и др. Разовое О. – однократная подача воды на орошаемое поле (влагозарядковое О.), осуществляемое при влагозарядковом поливе в начале вегетации, или глубокое весеннее увлажнение почвы водами местного стока (талыми, паводковыми и др. ), распределяемыми по орошаемой площади т. н. системой дамб, перемычек и др. гидротехнич. сооружений (лиманное О.). При лиманном орошении в почве создаётся запас воды, достаточный для получения высоких урожаев с.-х. (преим. кормовых) культур. Осн. районы лиманного О. в РФ: Заволжье, Сев. Кавказ, степные районы Зап. и Вост. Сибири. Для осуществления О. на массивах земель создают оросительную сеть – сложную техническую, в ряде случаев многофункциональную систему, целевое назначение которой – обеспечение экономически и экологически обоснованной высокой продуктивности орошаемого земледелия. Оросит. сеть состоит из источника О., водозаборного устройства, магистральных, межхозяйственных и внутрихозяйственных каналов, трубопроводов, технич. средств полива и дренажно-сбросной сети. Оросит. сеть вместе с орошаемыми полями представляют собой оросительную систему.
Способы орошения сельскохозяйственных культур.
Осн. способы О. (рис.): поверхностное, дождевание, внутрипочвенное, капельное и аэрозольное (мелкодисперсное). Каждый из них включает свой комплекс приёмов распределения воды на орошаемом поле и характеризуется специфич. особенностями насыщения поливной водой расчётного слоя почвы до оптимального уровня. При поверхностном О. поливная вода подаётся на поверхность почвы по сети арыков, борозд, полос или затоплением чеков. При дождевании подача воды в виде искусств. дождя на поверхность почвы и растения осуществляется с помощью разнообразных дождевальных установок, машин, аппаратов. О. внутрипочвенное осуществляется системой подпочвенных увлажнителей (водоводов), благодаря чему обеспечивается равномерность полива, поддерживается влажность корнеобитаемого слоя почвы, сохраняется структура почвы, предотвращается появление на ней корки, уменьшается расход поливной воды и её потери на испарение с поверхности почвы, создаются условия для автоматизации всего технологич. цикла О. Капельное О. – локальная подача воды в приствольное пространство плодового дерева или кустарника в виде капель малым расходом (до 0,4 л/ч) через спец. водовыпуски, капельницы (с поверхности земли из трубопроводов с капельницами, расположенными на высоте до 0,5 м, или непосредственно в корнеобитаемый слой почвы из трубопроводов, расположенных на глубине до 0,3 м), что обеспечивает хорошую аэрацию почвы. При этом способе вода равномерно падающими каплями подаётся непрерывно к каждому растению на протяжении всего вегетац. периода в количестве, соответствующем водопотреблению данной культуры. Аэрозольное О. осуществляют путём распыления поливной воды (диаметр её капель менее 0,5 мм) для повышения влажности воздуха и снижения температуры в посеве с.-х. культур.
Орошают также сточными водами (см. Поля орошения и фильтрации), водой с растворёнными удобрениями (удобрительное О. ). Выращивание с.-х. культур при О. имеет свои особенности: специфич. приёмы обработки почвы, повышенные дозы удобрений, согласование поливов с обработкой посевов и т. д. Большое значение имеет предупреждение засоления почв, которое во многих странах (Иран, Ирак, Сирия, Индия и др.) приняло катастрофич. характер, и борьба с ним путём промывок и строительства дренажной сети (см. Дренаж сельскохозяйственных земель). В засушливых районах мира орошаемое земледелие является основой для ведения с.-х. произ-ва. Площадь орошаемых земель в мире в 1995 310 млн. га (ок. 19% пашни), на них получили почти половину всей продукции растениеводства. Развитие О. в мире сдерживает дефицит воды во многих странах. В РФ (2010) орошаемых земель (тыс. га) насчитывалось 4269,9, из них в неудовлетворит. состоянии – 860,6, требовалась реконструкция систем на 1935,9.
О. применялось в доземледельческих культурах, у народов, занимавшихся интенсивным собирательством. Практика отведения с помощью систем каналов паводковых вод на земли, где растут полезные растения, известны некоторым австралийским племенам и индейцам Большого Бассейна; у вост. моно в доиспанский период такие каналы достигали 1,5–2 км в длину. Однако наибольшее значение имело О. для развития земледелия.
Оросит. земледелие в Старом Свете развивалось за пределами первичных очагов сложения земледелия – в засушливых предгорных и речных долинах, куда первые земледельцы переселялись с богарных земель плоскогорий. Наиболее ранние и примитивные ирригац. сооружения относятся к периоду керамич. неолита (6-е тыс. до н. э.). Первоначально поля орошали лиманным способом. Такие конструкции прослеживаются на памятниках 6–5-го тыс. до н. э. Средней (Джейтун) и Передней (Чатал-Хююк) Азии. Лиманное О. до сих пор широко применяется народами Центр. и Зап. Азии, Сев. и Сев.-Вост. Африки. В горной местности применяется террасовая система О., при которой на пути ручьёв устраиваются ступенчатые запруды, задерживающие воду. Такая система О. известна в Ср. Азии, у индейцев Анд, Сев. Мексики и Юго-Запада США, на Маркизских о-вах и др.
Использование паводковых вод в О. достигло совершенства в Древнем Египте. В долине Нила на рубеже 5–4-го тыс. до н. э. складывается бассейновая система О., при которой земли вдоль течения реки разделяли грандиозными дамбами на бассейны пл. до 2 тыс. га, которые, в свою очередь, невысокими дамбами делили на участки, затопляемые во время паводка; вода сохранялась на участках до двух месяцев, излишек её сбрасывался обратно в реку при помощи каналов.
Схема развития систем орошения в древней Фергане (по Б. А. Латынину): 1 – лиманный разлив паводкового сбросового потока горной реки при выходе на плоскость; 2 – магистральный канал, выводя...
В Месопотамии паводки часто носили разрушительный характер, и система водозаборных резервуаров, дамб и шлюзов защищала от них поля. О. осуществлялось с помощью каналов, выведенных из боковых русел реки. Древнейшие небольшие отводные каналы обнаружены в Чога-Мами, на левобережье р. Дияла (6-е тыс. до н. э.). Дальнейшее развитие О. стало возможным только при стабилизации речных русел (кон. 6-го – 5-е тыс. до н. э.). В раннем энеолите (кон. 5-го – 4-е тыс. до н. э.) складывались первые простейшие оросит. системы на Ближнем и Ср. Востоке (Геоксюр 1 в Юж. Туркмении, долина р. Дияла в Месопотамии, верховья Инда). В Шумере в кон. 4-го – нач. 3-го тыс. до н. э. были созданы сложные многоступенчатые системы ирригации с регулярной подачей воды с помощью головного сооружения, магистральных каналов, выведенных из дельтовых протоков рек Тигр и Евфрат, распределит. и оросит. каналов. Аналогичные оросит. системы складывались в сер. 1-го тыс. до н. э. в Ср. Азии (Хорезм, Фергана).
Кроме увлажнения земли, О. способствовало восстановлению плодородия почвы речным илом, позволяя в течение сотен лет возделывать один участок. Поэтому области регулярно орошаемого интенсивного земледелия в плодородных долинах «исторических рек» стали очагами 1000-летней оседлости и развития древнейших т. н. речных цивилизаций Древнего Востока. Однако неумеренное применение О. местами приводило к засолению почв.
Развитие О. в горных областях Малой Азии и Закавказья требовало иногда проведения многокилометровых каналов. Так, урартский царь Менуа (кон. 9 – нач. 8 вв.) прославился строительством оросит. каналов, некоторые из которых функционируют до сих пор, в т. ч. 70-километровый канал, проводящий воду по акведукам для О. Ванской долины. В Иране, Афганистане и Ср. Азии применяется О. с помощью подземных каналов (кяризов), соединяющих поля с водоносным слоем почвы; такие же подземные каналы известны в Юж. Перу периода Наска. Местами для О. используются водоподъёмные машины.
В Юж. и Юго-Вост. Азии системы О. связаны с задачей удержания муссонных вод. На Шри-Ланке для этого была создана система соединённых каналами водохранилищ.
В Мезоамерике, как и в Старом Свете, лиманное О. стало развиваться по мере распространения земледелия на приморские и аллювиальные речные долины (3–2-е тыс. до н. э.). В засушливых областях Сев. Мексики и Юго-Запада США стали складываться системы О., наибольшего развития достигшие в культурах пуэбло (1–2-е тыс. н. э.). Здесь известны оросит. сети площадью до 100 км2 с магистральными каналами длиной до 14 км. Не позднее 2-го тыс. до н. э. оросит. земледелие развивается в Перу. С рубежа н. э. – в 1-м тыс. н. э. здесь известны крупные системы каналов, некоторые из них функционируют до сих пор.
Орошение сельскохозяйственных земель. Поверхностное орошение. Дождевание. Оросительная система.-© ООО «ЭКОГИДРОПРОЕКТ»
Под орошением понимается искусственное введение воды в почву, испытывающую постоянно или периодически недостаток влаги, для получения устойчивых и высоких урожаев сельскохозяйственных культур. Орошение состоит из комплекса технических, агротехнических и организационно-хозяйственных мероприятий, в основе которых лежат гидротехнические приемы нормированного поступления воды в почву.
Орошение получило наибольшее распространение в южных засушливых районах страны, где без него земледелие практически невозможно. Оно часто осуществляется с обводнением, которое проводится путем строительства водохранилищ, каналов, колодцев и направлено на водоснабжение населенных пунктов, промышленных предприятий, животноводческих ферм и др.
В зависимости от требований, условий проведения орошение классифицируют по трем основным признакам: времени действия, способу проведения, цели орошения.
По времени действия различают регулярное и периодическое орошение. При регулярном орошении воду на поля подают в установленные сроки и в нужном количестве, при периодическом – вода на орошаемую землю поступает один раз, например во время половодья.
По способу проведения орошения выделяют распределение воды по поверхности почвы (поверхностный полив) по бороздам, полосам или путем затопления отдельных участков; распределение воды в воздухе при помощи дождевальных установок (дождевание), увлажняющих почву, растения и приземный слой воздуха; подпочвенное орошение путем подачи воды в почву снизу по трубам, проложенным на глубине 0,4. ..0,8 м от поверхности почвы.
Поверхностное орошение – способ полива, при котором почва увлажняется путем поглощения воды, подаваемой на поверхность орошаемого участка. В зависимости от распределения воды по полю и поступления ее в почву различают следующие способы поверхностного полива: по бороздам, напуском и затоплением.
Дождевание – искусственный полив с помощью дождевальных устройств, при котором оросительная вода под напором разбрызгивается в виде дождя над поверхностью почвы и растениями. Этим наиболее распространенным способом поливают все культурные растения, в том числе сады и питомники.
Сущность подпочвенного орошения заключается в том, что поливная вода поступает в корнеобитаемый слой почвы снизу по заложенным на глубине 40...80 см увлажнителям (керамическим с открытыми стыками или пористым трубам, а также кротовым дренам). В увлажнители вода подается из открытых оросительных каналов или распределительных трубопроводов под напором или без него. В зависимости от характера подачи воды в увлажнители системы подпочвенного орошения делят на напорные, безнапорные и вакуумные.
По своим целям орошение бывает увлажнительное, удобрительное и специальное. При помощи увлажнительного орошения создается и поддерживается в корнеобитаемом слое почвы в течение всего вегетационного периода необходимый режим влажности для получения высоких урожаев сельскохозяйственных культур. Удобрительное орошение предусматривает внесение в почву вместе с поливной водой питательных веществ (удобрений) или кислорода. К специальным видам орошения относятся отеплительное, проводимое водой более высокой температуры, чем почва, что благоприятно сказывается при борьбе с заморозками и удлиняет вегетационный период; почвоочищающее, имеющее целью очистить почву от вредных для растений солей, а также от вредителей и болезней.
Для осуществления орошения строят оросительные системы – комплекс инженерных сооружений (гидротехнических и эксплуатационных), обеспечивающий орошение территории. Источник орошения обеспечивает водой орошаемый массив в течение всего вегетационного периода в нужном количестве и требуемого качества (реки, подземные воды, водохранилища, пруды, водоемы). С помощью водозаборного (головного) сооружения поливную воду забирают из источника, подают в магистральный канал. Этот канал и его ветви транспортируют воду от водозаборного сооружения до распределителей.
Водосборно-сбросная сеть предназначена для понижения уровня грунтовых вод и. отвода воды и солей за пределы орошаемой территории.
Важнейшим элементом оросительной системы является оросительная сеть – постоянные и временные водоводы (каналы, лотки, трубопроводы). Состоит из проводящей и регулирующей сетей, снабжена устройствами и сооружениями для учета воды (водомерами), поднятия ее уровня в каналах и регулирования расходов (головные регуляторы, сбросы-регуляторы), для сопряжения бьефов каналов (перепады, быстротоки), задержания наносов (отстойники) и др.
Проводящая сеть в открытых оросительных системах состоит из магистрального канала, межхозяйственных, хозяйственных и внутрихозяйственных распределительных каналов (распределителей). Магистральный канал подает воду из реки, водохранилища, скважины в межхозяйственные распределители. Последние подводят ее к отдельным хозяйствам или севооборотным участкам. Внутрихозяйственные распределители подают воду к полям севооборота или полевым участкам.
В закрытых оросительных системах проводящая сеть состоит из магистрального трубопровода, подающего, воду из источника орошения в распределительные трубопроводы.
Регулирующая сеть в открытых оросительных системах состоит из временных оросителей, выводных борозд, из которых вода поступает в поливную сеть – борозды и полосы (поверхностный полив) или забирается дождевальными или поливными машинами.
В закрытых оросительных системах временные оросители и выводные борозды заменены подземными трубопроводами, переносными поливными шлангами с водовыпусками в каждую поливную борозду или разборными трубопроводами с гидрантами для забора воды дождевальными и поливными машинами.
Дождевальные устройства вместе с оросительной сетью, насосными станциями и другими элементами образуют дождевальные системы, которые делятся на передвижные, стационарные и полустационарные; В передвижных дождевальных системах все ее звенья перемещаются по орошаемому участку, а в стационарных – только дождевальные аппараты. В полустационарных системах насосно-силовое оборудование, главный и чаще всего распределительный трубопроводы имеют стационарное положение, а полевые – с дождевальными устройствами перемещаются. Для орошения дождеванием применяют дальнеструйные дождевальные машины ДДК-45, ДДК-70, ДД-80; среднеструйные широкозахватные дождевальные установки «Фрегат», КП-50 и короткоструйные дождевальные машины ДДА-100М.
Значительное внимание уделяется развитию капельного и мелкодисперсного орошения, позволяющего как более рационально использовать водно-земельные ресурсы, так и защищать древесно-кустарниковую растительность и сельскохозяйственные культуры от заморозков.
Массовое строительство крупных животноводческих комплексов по производству продуктов животноводства на промышленной основе определило развитие полей орошения с использованием навозных стоков. Это позволяет защищать водные ресурсы от загрязнений, получать высокие и устойчивые урожаи сельскохозяйственных культур, вовлекать в сельскохозяйственный оборот малопродуктивные, бросовые и другие земли и улучшать санитарное состояние сельских населенных пунктов.
Тип почвы влияет на стратегию орошения
Рон Голди, Расширение Мичиганского государственного университета -
Характеристики почвы играют важную роль при применении почвенных добавок, пестицидов, удобрений и воды. Стратегия орошения глинистых почв сильно отличается от стратегии орошения песчаных почв.
Когда дело доходит до орошения, многие производители задаются вопросом, сколько, как долго, как быстро и как часто им нужно поливать. Ответы обычно включают сочетание характеристик почвы, стадии роста растений и погоды, однако скорость полива зависит исключительно от типа почвы.
Глинистые почвы имеют мелкие, плоские, компактные частицы с большим отношением поверхности к объему. Эти почвы часто трудно подготовить к посадке, так как они скользкие во влажном состоянии и твердые в сухом, поэтому время для полевых работ имеет решающее значение, чтобы избежать повреждения структуры почвы и получить надлежащий слой почвы для посадки. Почвы на основе песка находятся на другом конце спектра, имея сравнительно большие частицы с небольшим отношением поверхности к объему. Как правило, их легче подготовить к посадке, и их можно обрабатывать вскоре после сильных дождей. Для каждого типа почвы есть хорошие и плохие моменты (таблица 1).
Таблица 1. Характеристики песчаных, илистых и глинистых грунтов. Brady and Weill, 2008.
В целях ирригации важно помнить, что вода поглощается и движется медленно через глинистые почвы, но после намокания они сохраняют значительное количество влаги. Вода впитывается и движется быстро по песчаным почвам, но удерживает очень мало. Это означает, что вода, быстро наносимая на глинистую почву, имеет тенденцию стекать, а не проникать в почву. Поэтому при поливе глинистых почв воду следует подавать медленно в течение длительного времени, но тогда участок может не нуждаться в поливе в течение нескольких дней. Полив на песчаных почвах следует проводить быстро, но непродолжительное время. Время полива на песчаных участках должно быть короче, иначе вода выходит за пределы корневой зоны, становясь недоступной для растения и способствуя вымыванию почвы. Для эффективного использования воды при определенных погодных условиях песчаные участки могут нуждаться в ежедневном поливе в течение коротких периодов времени. Глинистые почвы имеют большее капиллярное (боковое и восходящее) движение, чем песчаные почвы (рис. 1). Быстрая поливка на песчаных почвах будет способствовать увеличению площади увлажнения, что обеспечит больший объем почвы для использования корнями.
Рисунок 1. Время и расстояние распространения и проникновения воды в песчаных и глинистых почвах.
David Whiting, 2011.Мичиганские почвы могут значительно различаться в пределах одного и того же поля. Капельные системы можно разделить на зоны, чтобы учесть эти различия, и каждая зона орошается в соответствии с преобладающим типом почвы. Скорость потока эмиттера также может быть выбрана для различных типов почвы; с эмиттерами с высоким расходом, используемыми на песчаных участках, и с эмиттерами с низким расходом на глинистых участках. Расстояние между эмиттерами также может быть изменено: большее расстояние на глинистых почвах и меньшее расстояние на песчаных участках. Фермеры, использующие капельные системы, должны воспользоваться этими вариантами, чтобы максимально использовать воду и свести к минимуму заботу об окружающей среде. Верхние ирригаторы не имеют такой возможности, поэтому им нужно быть более внимательным к погоде и следить за тем, чтобы не переувлажнять почву, особенно если есть вероятность дождя. Им также следует избегать обильных поливов вскоре после внесения удобрений или пестицидов.
Внимание к типу почвы и способам ее орошения сделает полив более эффективным и безопасным для окружающей среды.
Для получения дополнительной информации о коммерческом выращивании овощей обращайтесь к доктору Рону Голди по телефону 269-944-1477, доб. 207.
Эта статья была опубликована Мичиганского государственного университета Extension . Для получения дополнительной информации посетите https://extension.msu.edu. Чтобы получить сводку информации, доставленную прямо в ваш почтовый ящик, посетите https://extension.msu.edu/newsletters. Чтобы связаться с экспертом в вашем регионе, посетите https://extension.msu.edu/experts или позвоните по телефону 888-MSUE4MI (888-678-3464).
Эта статья была вам полезна?
Советы для садоводов и садоводов: советы по орошению глинистой почвы, песчаной почвы и суглинка
- Садоводство
15 июня 2016 г.
В детстве мы узнали, что почва состоит из выветрившихся частиц камня, но как садовники и садоводы быстро обнаруживаем, что сочетание песка, ила и глины во многом определяет наши сады. Каждый тип почвы по-разному справляется с водой, а это означает, что мы должны быть точными в отношении того, как мы способствуем здоровому росту растений. Умные производители используют специальные капельные эмиттеры и распылители для точного и эффективного распыления воды. Прежде чем копаться в своем саду, ознакомьтесь с нашим руководством по поливу в зависимости от типа почвы.
Тяжелая глинистая почва
Тяжелая глинистая почва плотно удерживает воду и часто может быть богата питательными веществами. Вода впитывается медленно, и влага распространяется в стороны, но когда тяжелая почва высыхает, она может особенно сильно растрескиваться. Корням может быть трудно пройти через этот тип почвы. Мы рекомендуем эмиттеры с малым расходом в условиях тяжелой глинистой почвы. Это дает воде время впитаться и растечься красивым широким узором. Попробуйте улучшить глинистую почву компостом и другими органическими веществами.
Для отдельных растений используйте эмиттеры с низкой производительностью ½ галлона в час, такие как эмиттер Woodpecker, эмиттер Woodpecker Jr. или эмиттер Pinch Drip.
Если вы имеете дело с пропашными культурами, возьмите в руки капельную ленту Aqua-Traxx с низким расходом или трубку Emitter для достижения максимальных результатов.
Песчаная легкая текстурированная почва
В песчаной почве вода течет вертикально вниз. В результате может возникнуть необходимость в более частом поливе песчаной почвы. Чтобы равномерно увлажнить песчаную почву, используйте эмиттеры с более высоким расходом, такие как эмиттер Woodpecker 2 или 5 галлонов в час с меньшим расстоянием между эмиттерами.
При выращивании пропашных культур в промышленных масштабах хорошо работает капельная лента Aqua-Traxx с близким расстоянием между ними 8 или 4 дюйма. Поливайте дольше, чтобы получить еще лучшие результаты.
В цветниках регулируемые опрыскиватели, такие как Spectrum и Micro Jets, полностью покроют поверхность почвы и могут быть адаптированы к размеру посадочной площади. Нерегулируемые опрыскиватели Mini-Jet быстро и легко монтируются и помогают поддерживать равномерную влажность стелющихся почвопокровных и декоративных садов.
Среднезернистая суглинистая почва
Есть ли у вас измененная почва, которая улучшалась на протяжении многих лет? У вас есть суглинистая, богатая почва, подходящая для большинства растений? Трубка с эмиттером или капельная трубка Soaker с расстоянием между эмиттерами 6 дюймов или 9 дюймов — отличный выбор, поскольку они равномерно распределяют воду по всей длине трубки. №
Мини-спринклеры Ein Dor отлично подходят для узких цветочных клумб, альпинариев или почвопокровных растений. Они обеспечивают равномерное покрытие площади диаметром 5–13 футов. Установка отдельных эмиттеров с компенсацией давления рядом с каждым растением также дает отличные результаты, не вызывая роста сорняков.
Краткое примечание: график полива в зависимости от типа почвы
График полива — один из лучших способов сэкономить воду, деньги и вырастить пышный сад. Подумайте о приобретении таймера батареи и электронного контроллера, которые позволят вам точно регулировать график полива.