Методы определения поливной нормы

Необходимо организовать ежедневный учет испарения воды с единицы площади. Зная запас продуктивной воды в почве на определенную дату и ежедневный ее расход на испарение, определяют поливную норму за опре­деленный промежуток времени. Это составляет обычно 1—3 дня для овощ­ных культур, 7 и более дней — для плодовых и винограда, что конкретно рассчитывается для каждой культуры. Обычно в практике фертигации ис­пользуют два метода определения поливной нормы: эвапориметрический и тензиометрический.

Эвапориметрический метод. На метеопостах устанавливают специальный прибор — эвапориметр для определения суточного испарения с единицы водной поверхности площади, к примеру 1 м². Этот показатель — потенци­альное испарение Е_и с 1-го м² в мм/день, л/день. Однако для пересчета на фактическую испаряемость растений с единицы площади вводят коэффици­ент пересчета К _аст, величина которого учитывает испаряемость растений по периодам их роста, т. е. с учетом степени облиственности растений, а также почвы (см. табл. 16). Например, для томатов в июле Е_п = 7,6 л/м², К_раст = 0,8. Суточное испарение растений в этих условиях равно:

Е_уг = Е, х К_раст = 7,6 л/м² х 0,8 = 6,1 л/м².

На 1 га площади это составит 6,1 мм = 61 м³/га воды. Затем делают пересчет на фактическую полосу увлажнения в пределах 1 га.

Это стандартный метод определения поливной нормы, принятый FAO — международной сельскохозяйственной организацией. Данный метод отлича­ется большой точностью, но требует оборудования метеопоста в хозяйстве и ежедневного учета.

Тензиометрический метод. В настоящее время, внедряя новые системы

капельного орошения на различных культурах, начинают использовать раз­ные типы тензиометров зарубежного производства, определяющие влажность почвы в любом месте поля и на любой глубине активного слоя почвы. Су­ществуют водомерные, ртутные, барометрические, электрические, электронно-аналоговые и другие тензиометры. Все они снабжены трубкой, переходящей в керамический пористый сосуд, через которую вода по порам поступает в грунт, создавая разрежение в трубке, герметично соединенной с водомер­ным устройством — ртутным или другим барометром. При полном заполне­нии трубки водой и герметически вставленной в нее сверху трубки-вставки ртутный барометр или воздушный манометр показывает ноль (0), а по мере испарения воды из почвы она из керамической трубки переходит в почву, создавая в трубке разрежение, что изменяет показание давления в приборе, по которому судят о степени влажности в почве.

Степень снижения давления манометра определяют в таких единицах: 1 Бар = 100 центибар — примерно 1 атм. (точнее 0,99 Бар).

Так как часть объема почвы должна быть заполнена воздухом, то с уче­том этого интерпретируют показатели прибора следующим образом:

* 0—10 центибар (0—0,1 атм.) — почва переувлажнена;

* 11—25 центибар (0,11—0,25 атм.) — оптимальные условия влажности,
необходимость в орошении отсутствует;

* 26—50 центибар — имеется потребность в пополнении запасов воды в
почве, в зоне основной массы корней, с учетом послойной влажности.

Так как с изменением механического состава почвы нижний предел необ­ходимой ее влажности не существенно изменяется, то в каждом конкретном случае до полива определяют нижнюю, но достаточную, степень обеспечения почвы влагой в пределах 30 центибар (0,3 атм.) и составляют номограмму для оперативного расчета поливной нормы или пользуются, как указано выше, данными суточного испарения воды с учетом коэффициента транспирации. Зная исходную влажность почвы, т. е. с момента начала отсчета — 11 центибар (0,11 атм.), суточные снижения показателя тензиометра до 26—30 центибар (0,26—0,3 атм.) на овощных, и несколько ниже, до 0,3—0,4 атм. на винограде и плодовых, где глубина корнеобитаемого слоя достигает 100 см, определяют поливную норму, то есть количество воды, необходимое для доведения до верхнего уровня оптимальной влажности почвы. Таким образом, решение за­дачи управления режимом капельного орошения на основе тензиометрического метода сводится к поддержанию в период вегетации оптимальной влажности почвы и соответствующего ей диапазона всасывающего давления. Установле­ны величины всасывающего давления для плодовых культур по показаниям тензиометра при различных порогах предполивной влажности в контуре ув­лажнения на глубине 0,3 и 0,6 м на расстоянии от капельницы на 0,3—0,4 м.

Нижние границы оптимального влагосодержания — 0,7—0,8 (НВ) и, соот­ветственно, тензиометрические показания — начиная от 30—20 сантибар (0,3— 0,2 атм.). Для овощных культур нижняя граница будет на уровне 0,25—0,3 атм.

При использовании тензиометров следует соблюдать определенные пра­вила: место расположения тензиометра должно быть типичным для поля. Обычно в одной точке располагают 2 тензиометра. Для овощных культур — один на глубине 10—15 см, а второй — 30 см, на расстоянии 10—15 см от

капельницы. На плодовых и винограде один тензиометр располагают на глу­бине 30 см, а второй — 60 см, на расстоянии 15—30 см от капельницы.

Чтобы производительность капельницы была в пределах нормы, необхо­димо регулярно следить за тем, чтобы она не была засорена нерастворимыми солями и водорослями. Для проверки производительности капельниц обыч­но подсчитывают количество вытекающих капель за 30 сек в разных местах поля и в месте установки тензиометра.

Тензиометры устанавливают после полива участка. Для их установки ис­пользуют ручной ямобур или трубку диаметром несколько большим, чем стандартный диаметр тензиометра (> 19 мм). Установив тензиометр на нуж­ную глубину, свободное пространство вокруг него осторожно уплотняют, для того чтобы не было воздушных полостей. На тяжелой почве тонкой труб­кой делают отверстие на нужную глубину, ждут, когда появится вода, затем размещают тензиометр и уплотняют почву вокруг него.

Снимать показания тензиометра необходимо в ранние утренние часы, когда температура еще стабильна после ночи. Следует учитывать, что после полива или дождей при повышенной влажности почвы показатели тензиометра будут выше предыдущих показателей. Почвенная влага через пористую часть (сен­сор) проникает в колбу тензиометра, пока давление в тензиометре не сравня­ется с давлением воды в почве, в результате чего давление в тензиометре умень­шится, вплоть до исходного, равного 0 или несколько ниже.

Расход воды из тензиометра происходит постоянно. Однако могут иметь место резкие перепады при высокой испарительной способности почвы (жар­кие дни, суховей), а высокий коэффициент транспирации наблюдается в периоды цветения и созревания плодов.

Во время полива или после него добавляют в прибор воду, чтобы вос­полнить ранее вытекшую. Для полива необходимо использовать только дис­тиллированную воду, добавляя на 1 л воды 20 мл 3 %-го раствора гипохлори-да натрия, который обладает стерилизующими свойствами против бактерий, водорослей. Заливают воду в тензиометр до начала ее вытекания, то есть на весь объем нижней трубки. Обычно требуется до 1 л дистиллированной воды на каждый тензиометр.

Нужно следить, чтобы в прибор не попала грязь, в том числе с рук. Если по условиям эксплуатации в прибор доливают небольшое количество ди­стиллята, то и профилактически доливают в прибор дополнительно 8—10 капель 3%-го раствора гипохлорида натрия, кальция, что защищает керами­ческий сосуд (сенсор) от вредной микрофлоры.

В конце сезона ирригации вращательным движением осторожно выни­мают прибор из почвы, промывают под проточной водой керамический сен­сор и, не повреждая его поверхности, протирают 3%-м раствором гипохло­рида чистящей подушечкой. При мытье прибор держат только вертикально, сенсором вниз. Хранят тензиометры в чистой емкости, заполненной раство­ром дистиллированной воды с добавкой 3%-го раствора гипохлорида. Соб­людение правил эксплуатации и хранения прибора — основа его долговеч­ности и правильных показаний при эксплуатации.

При работе тензиометров в первое время после их установки проходит определенный период адаптации, пока в зоне замера не сформируется кор-

невая система и корни не будут контактировать с сенсором прибора. В этот период можно поливать с учетом факторов транспирации весовым методом с водной поверхности.

Когда вокруг прибора достаточно сформируется корневая система (мо­лодые корни, корневые волоски), прибор показывает реальную потребность в воде. В это время могут отмечаться резкие перепады давления. Это наблю­дается при резком снижении влажности и является показателем для начала ирригации. Если растения хорошо развиты, имеют хорошую корневую си­стему и достаточно облиственны, то перепад давления, т. е. уменьшение влажности почвы, будет более сильным.

Малое изменение давления почвенного раствора и соответственно тен-зиометра указывает на слабую корневую систему, слабое поглощение расте­нием воды или ее отсутствие. Если известно, что место, где установлен тен-зиометр, не соответствует типичности участка по причине заболевания рас­тений, чрезмерной засоленности, недостаточной проветриваемости почвы и др., то тензиометры необходимо переместить в другое место, и чем раньше, тем лучше.

Помимо тензиометров, следует использовать экстракторы почвенного ра­створа. Это те же трубки с пористым сосудом внизу (сенсором), но без мано­метров и без заполнения их водой. Через пористую керамическую трубку почвенный раствор проникает внутрь ее, а затем с помощью шприца-экст­рактора с длинным патрубком, опускаемым на дно сосуда, отсасывают поч­венный раствор для проведения полевого экспресс-определения рН, ЕС (кон­центрация солей в миллисименсах для дальнейшего пересчета их количества в растворе), определения количества Na, C1 с помощью индикаторных ра­створов. Этот раствор можно анализировать и в лабораторных условиях. Та­кой контроль позволяет оптимизировать условия выращивания в течение всей вегетации, особенно в период фертигации. При использовании ионосе-лективных электродов или иных методов экспресс-анализа контролируют наличие в почвенном растворе азота, фосфора, калия, кальция, магния и других элементов.

Приборы для экстракции необходимо устанавливать рядом с тензиомет-рами.