Расчет поливной нормы

Определение величины поливных норм по показаниям тензиометров проводится с использованием графиков зависимости всасыва­ющего давления прибора от влажности почвы. Такие графики в конкретных почвенных условиях позволяют оперативно определять поливные нормы.

Для плодовых и винограда тензиометр, установленный на глубине 0,3 м, характеризует среднюю величину влажности в почвенном слое 0-50 см, а на глубине 0,6 м — в слое 50—100 см.

Расчет дефицита влаги проводят по формуле:

Q = 10h (Q_HB — Q_nn), мм водяного столба,

где h — глубина расчетного слоя почвы, мм; Q — влажность объема почвы, НВ; Q_nn — предполивная влажность объема почвы, % НВ.

Поливная норма, л/растение, определяется по формуле:

V = (Qo-₅o + Qso-.oo) *S где V — поливная норма; Q₀₅₀ — влажность почвы, мм, в слое 0—50 см,

О₅о-юо ^{в слое} 50-100 см; S — размер контура увлажнения, м².

Например, 1,5 м х 1,0 м = 1,5 м².

Учет можно вести за сутки или иной период времени. Для упрощения рас­четов используют номограмму — график, учитывающий зависимость всасыва­ющего давления от влажности почвы отдельно по каждому слою. Например, 0— 25, 26—50, 51 —100 см. На номограмме по оси абсцисс откладывают величину всасывающего давления для слоя 0—50 см в точке 30 см (PS, и для слоя 51 — 100 см в точке 60 см (PS₂) с интервалом 0,1 атм. по оси ординат. График покажет расчетное количество воды в литрах на растение, л/м² или м³/га.

Определение поливной нормы с помощью номограммы сводится к рас­чету объема воды V по замеренным тензиометрами величинам PS, и PS₂. Поливная норма в расчете на 1 га определяется:

М(м³/га) = 0,001 VXN,

где М — поливная норма; N — количество растений (капельниц) на 1 га.

Аналогичный расчет проводят и для овощных культур, но обычно на этих культурах тензиометры помещают на небольшую глубину и они дают быстро меняющиеся показания влажности почвы, то есть поливы проводят­ся чаще. Продолжительность полива определяется по формуле:

Т= V: G,

где G — расход воды капельницей, л/ч; V — поливная норма, л; Т — продолжительность полива, ч, в зависимости от объема воды и производи­тельности капельниц.

Используя определенные типы тензиометров, можно автоматизировать процесс полива. В этом случае отключение насоса поливной системы прово­дится несколько ранее (что следует программировать), чем достигается вер­хний предел необходимой влажности.

Для расчета интервала полива в днях необходимо поливную норму V разделить на дневную поливную норму (мм/день), определяемую тензиомет-рически. Поливная норма может выражаться в мм/га или в л/м², в пределах между максимальным и нижним порогами влажности. Поливная норма за период времени в этих пределах влажности, Деленная на дневную поливную норму, дает величину интервала между поливами.

13.11 ВОДА ДЛЯ ОРОШЕНИЯ

И РЕГУЛИРОВАНИЕ ЕЕ КАЧЕСТВА

В практике орошения используют различные источники воды. Это прежде всего воды рек, водохранилища, шахтные воды, воды скважин и т. д.

Водный потенциал Украины очень богат. По ее территории протекает 92 реки, находится 18 очень крупных водохранилищ, 362 больших озера и пруда. Три четверти всех водных ресурсов река Днепр. На основе днепров­ской воды созданы крупнейшие водохранилища: Киевское, Каневское, Кре­менчугское, Днепродзержинское, Запорожское и Каховское, которые явля­ются источниками воды для различных целей, в том числе и для орошения.

На величину показателя Рн воды Киевского водохранилища влияют гумусо­вые выносы реки Припять. Летом в придонных отложениях водохранилищ на­капливается 5—10 мг/л СО₂, иногда до 20—45 мг/л, поэтому показатель Рн сни­жается до 7,4. Разница показателя Рн поверхностных и придонных вод может достигать 1—1,5 Рн. Осенью, в связи с затуханием фотосинтеза, величина Рн снижается за счет подкисления СО₂. Летом СО₂ поглощается в процессе фото­синтеза, поэтому Рн достигает 9,4. Количество NH₄ варьирует от 0,2 до 3,7 мг/л, NO₃ максимален зимой — 0,5 мг/л, Р — от 0 до 1 мг/л, так как он адсорбируется Fe, общий азот — 0,5—1,5 мг/л, железо растворимое от 1,2 мг/л зимой до 0,4 мг/л летом (максимум), а обычно 0,01—0,2 мг/л. Сезонные изменения величины Рн обусловлены, главным образом, карбонатным равновесием в воде. Мини­мальный показатель Рн зимой — 6,7—7,0; максимальный летом — до 9,7.

Северный Донец и реки Приазовья, включая водохранилища Северного Донца (Исааковское, Луганское, Краснооскольское), характеризуются по­вышенным содержанием кальция и натрия, хлора — 36—124 мг/л, общей минерализацией — 550—2 000 мг/л. В этих водах содержится NO₃ — 44—77 мг/л (следствие их загрязнения). Подземные воды среднеминерализованы — 600—700 мг/л, Рн — 6,6—8, воды гидрокарбонатно-кальциевые и магниевые. Скважины дают воду от слабоминерализованной питьевой до сильнозасо-ленных, особенно в каменноугольных районах Донбасса.

Воды Бугского лимана у г. Николаева характеризуются высокой минера­лизацией — 500—3 000 мг/л, содержащие НСО₃ — 400—500 мг/л, Са — 50— 120 мг/л, Mg — 30—100 мг/л, сумма ионов — 500—800 мг/л, Na + К — 40— 70 мг/л, С1 — 30—70 мг/л.

В Крыму находятся кроме Северо-Крымского канала, орошающего Степ­ной Крым водами Каховского водохранилища, ряд водохранилищ: Черноре-ченское, Качинское, Симферопольское, а также воды горного Крыма.

Воды горного Крыма имеют минерализацию от 200—300 до 500—800 мг/л, НСО₃ от 150—200 до 300 мг/л, SO₄ — от 20—30 до 300 и более мг/л, С1— от 6— 10 до 25-150 мг/л, Са - от 40-60 до 100-150 мг/л, Mg - от 6-10 до 25-40 мг/л, Na + К — от 40 до 100—200 мг/л. Воды водохранилищ имеют минерали­зацию от 200 до 300-400 мг/л, НСО₃ - от 90-116 до 220-270 мг/л, S0₄ - от 9—14 до 64—75 мг/л, С1 — от 5—8 до 18—20 мг/л, Са — 36—87 мг/л, Mg — от 1-2 до 19-23 мг/л, Na + К - от 1-4 до 8-24 мг/л.

Приведенные цифры следует учитывать при организации капельного оро­шения, желательно раз в 2—3 месяца проводить анализ воды по вышеуказан­ным параметрам. Анализ должен включать оценку уровней физического, хи­мического и биологического загрязнения воды. Обычно лаборатории качест­ва воды санэпидемстанций проводят такой стандартный анализ.

При использовании воды водоемов, особенно водохранилищ днепров­ской воды, обычно мелководных, хорошо прогреваемых летом, с большей степенью распространения в них сине-зеленых и других водорослей и бакте­рий, которые образовывают студенистую слизь и забивают форсунки, необ­ходимо регулярно проводить их очистку (см. процесс хлорирования актив­ным хлором).

В случае необходимости регулирования количества водорослей и бакте­рий в воде, а также продуктов их жизнедеятельности — слизи, следует неп­рерывно вводить в поливную воду активный хлор, чтобы на выходе из по­ливной системы орошения его концентрация в поливной воде была не менее 0,5—1 мг/л, в рабочем растворе — до 10 мг/л С1. Можно применять другой метод — периодически вводить очищающие дозы активного хлора 20 мг/л в последние 30—60 мин цикла орошения.

Выпадающие в осадок СаСО₃ и MgCO₃ можно удалить подкислением оросительной воды до уровня Рн 5,5-7. При таком уровне кислотности воды эти соли в осадок не выпадают и выводятся из системы орошения. Кислот­ная очистка осаждает и растворяет образующиеся в системах полива осадки — гидроокиси, карбонаты и фосфаты.

Обычно используют технические кислоты, не засоренные примесями и не содержащие в своем составе гипсовых и фосфатных осадков. Для этой цели используют техническую азотную, ортофосфорную или хлорную кис­лоту. Обычная рабочая концентрация этих кислот 0,6 % по действующему веществу. Продолжительность кислотной ирригации около 1 ч вполне доста­точна.

При сильном загрязнении воды соединениями железа или железосо­держащими бактериями, воду обрабатывают активным хлором в количест­ве 0,64 от количества железа в воде (принятым за единицу), что способст­вует выпадению железа в осадок. Подачу хлора в случае необходимости проводят до системы фильтров, которые следует регулярно проверять и очищать.

Контроль за сероводородными бактериями осуществляется также с по­мощью активного хлора в концентрации, в 4—9 раз превышающей концен­трацию сероводорода в воде для орошения. Проблему избытка марганца в воде устраняют внесением хлора в концентрации, превышающей концент­рацию марганца в воде в 1,3 раза.

Таким образом, готовясь к ирригации, необходимо оценить качест­во воды и подготовить необходимые решения для доведения воды, в случае необходимости, до определенных кондиций. Окись серы можно хлорировать периодическим или постоянным внесением 0,6 мг/л С1 на 1 мг/л S.

Процесс хлорирования активным хлором. Для растворения органическо­го вещества систему труб заполняют водой, содержащей повышенные дозы — 30—50 мг/л С1 (в зависимости от степени загрязнения). Вода в системе без вытекания через капельницы должна находиться не менее 1 ч. В конце обработки вода должна содержать не менее 1 мг/л С1, при более низкой концентрации обработку повторить. Повышенные дозы хлора обычно при­меняют только для промывания системы после завершения вегетационного периода. При передозировке хлора может нарушаться стабильность осадка, вызывая его перемещение в направлении капельниц и их засорение. Нель­зя проводить хлорирование, если концентрация железа превышает 0,4 мг/л, т. к. осадок может засорить капельницы. При хлорировании избегают при­менения удобрений, содержащих NH₄, NH₂, с которыми хлор вступает в реакцию.

Химические вещества для водоочистки. Для улучшения качества по­ливной воды применяют различные кислоты. Достаточным является под-кисление воды до Рн 6,0, при которой осадки СаСО₃, фосфата кальция, окисей железа растворяются. В случае необходимости проводится спе­циальная очистка системы орошения продолжительностью 10—90 мин подкислений до Рн 2 водой с последующей промывкой. Наиболее деше­вые азотная и соляная кислоты. При значительных количествах железа (более 1 мг/л) нельзя применять для подкисления ортофосфорную кис­лоту. Обработка воды кислотой в открытом грунте проводится периоди­чески. При Рн 2 — кратковременная обработка (10—30 мин), при Рн 4 — более продолжительные промывки.

При концентрации железа в воде более 0,2 мг/л проводят профилактичес­кую промывку систем. При концентрации железа от 0,3 до 1,5 мг/л могут развиваться железобактерии, которые забивают форсунки. Отстаивание и аэ­рирование воды до использования улучшает осаждение железа, это касается и серы. Аэрирование воды и окисление ее активным хлором (на 1 мг/л S необ­ходимо 8,6 мг/л С1) уменьшает количество свободной серы, вступающей в реакцию с кальцием.