Влияние орошения на продуктивность и адаптацию виноградных насаждений

Как виноград расходует влагу и почему ему нужно орошение

Виноградный куст расходует воду очень расточительно: более 99% поглощенной влаги уходит на транспирацию и дыхание, и лишь 0,25% тратится на непосредственное образование органического вещества. Потребность в воде сильно зависит от климата региона. Например, для формирования 100 кг урожая винограда в условиях Дона требуется 20–30 м³ воды, Крыма — 44 м³, а Средней Азии — 50 м³.

По своей природе виноград относится к мезофитам, но обладает высокой биологической пластичностью и отзывчивостью на водный режим. Лоза способна расти и плодоносить как в условиях жесткого водного дефицита в Средней Азии, так и при сильном переувлажнении в Западной Грузии. В поймах рек кусты могут переносить даже полное затопление штамбов проточной водой на 20–30 см в течение летних месяцев.

Приспособляемость растения обеспечивается отлаженным механизмом саморегуляции. По данным исследований, в поливных условиях Узбекистана виноград тратит на транспирацию 22–51% воды, а на богарных участках за счет регуляции устьиц снижает этот расход до 8–9%. Обводненность листьев у винограда в самых контрастных условиях изменяется всего на 5–7% (максимум на 10–12%), тогда как у большинства других сельскохозяйственных культур этот показатель варьирует на 35–40%.

Орошение улучшает микроклимат и фитоклимат виноградника, повышая влажность воздуха в зоне куста на 6–16% и снижая температуру воздуха в критические периоды. В результате улучшаются гидромеханические свойства почвы, что повышает эффективность внесения удобрений. Кроме того, зимние влагозарядковые поливы снижают вероятность промерзания почвы, защищая от вымерзания корни и надземные органы лозы.

• Расход воды на транспирацию и дыхание — более 99%
• Расход воды на образование органического вещества — 0,25%
• Расход влаги в фазы роста побегов и созревания урожая — около 80%
• Доля орошаемых виноградников в стране — 43%
• Потери воды на фильтрацию и испарение в грунтовых каналах — 40–50%

Как спланировать систему орошения и снизить потери влаги

Расход воды на формирование 100 кг урожая называют коэффициентом водопотребления. Этот показатель не является постоянным и существенно колеблется под влиянием внешних условий. На него влияет целый комплекс факторов, которые агроном должен учитывать при планировании:

• климатические условия зоны (осадки, сумма активных температур, гидротермический коэффициент, влажность воздуха);
• почвенные показатели (тип почвы, ее физико-механический состав, глубина залегания грунтовых вод);
• биологические особенности сортов (сильно-, средне- и слаборослые);
• состояние растений (возраст кустов, планируемая урожайность);
• агротехника (схема посадки, способы содержания и обработки почвы);
• система полива (влагозарядковые и вегетационные поливы) и способ его проведения (по бороздам, по щелям, дождевание, внутрипочвенное или капельное орошение).

Водопотребление винограда резко меняется по фазам вегетации куста. Наибольшее количество влаги (около 80%) растение расходует в период роста побегов, формирования и созревания урожая. Эти пиковые периоды являются определяющими при составлении графиков полива и расчете поливных норм.

Искусственный полив виноградников — основа гарантированного урожая в засушливых регионах. В нашей стране общая площадь орошаемых насаждений составляет около 540 тыс. га, или 43% от всех виноградников. Доля поливных площадей сильно различается в зависимости от региона возделывания:

Состав и конфигурацию поливной системы проектируют под конкретный рельеф местности. Инженеры и агрономы оценивают гидрологические, почвенные, климатические и экономические условия участка. Типовая оросительная система состоит из нескольких основных звеньев:

• источник орошения;
• головные регулирующие сооружения, контролирующие подачу воды;
• магистральные каналы, подводящие воду к орошаемым участкам;
• распределительные каналы, включая поливные и выводные борозды.

Режимы полива: нормы и сроки для разных фаз вегетации

• Норма влагозарядки — 1200–1500 м³
• Норма вегетационного полива — 400–800 м³
• Нижний предел влажности — 65–70% НВ
• Глубина нарезки борозд — 20–25 см

В практике виноградарства поливы разделяют на два ключевых типа: влагозарядковые и вегетационные. Влагозарядковые поливы проводят в зимнее время напуском, обычно за 2–3 приема. Они необходимы для максимального накопления влаги в глубоких горизонтах почвы до 2 метров. Поскольку корневая система винограда достигает глубины 2–3 метров и более, этот запас позволяет лозе пережить засушливые периоды и сокращает потребность во влаге во время активной вегетации.

Вегетационные поливы проводят чаще, но меньшими нормами — от 400 до 800 м³ в зависимости от влагоемкости почвы. В жарком климате на легких песчаных и галечниковых почвах поливную норму снижают до 300–400 м³, увеличивая частоту подач. Часто поливать приходится и молодые виноградники с неокрепшей поверхностной корневой системой. На плодоносящих участках с развитыми глубокими корнями число поливов сокращают.

Количество вегетационных поливов определяют индивидуально для каждого участка. При расчете агроном должен учитывать зону возделывания, влажность и свойства почвы, возраст лозы, планируемый объем урожая и направление его использования, а также биологические особенности сорта.

Главным ориентиром для назначения полива служит показатель наименьшей влагоемкости (НВ). Полив проводят, когда влажность метрового слоя почвы опускается до нижнего порога оптимального увлажнения. По результатам полевых опытов, для высокой продуктивности кустов до начала созревания ягод влажность почвы нужно поддерживать в определенных границах.

Требования винограда к влаге меняются по фазам развития. В период роста побегов и ягод влажность почвы необходимо удерживать на уровне 80–85% НВ. Во время вызревания побегов этот показатель снижают до 65–70% НВ.

В Европейском регионе первый полив обычно проводят после цветения, в середине июня. Если весна выдалась жаркой и засушливой, поливать начинают раньше — до начала цветения. Второй полив проводят в среднем во второй декаде июля.

Для сортов раннего и среднего сроков созревания обычно достаточно двух вегетационных поливов. На поздних сортах в начале августа дают третий полив. В регионах с жарким климатом кратность поливов возрастает: в Азербайджане проводят в среднем 6 поливов, в Армении — 10, а в Узбекистане — от 4 до 10–12 поливов.

Способы полива и параметры нарезки борозд

Выбор способа полива зависит от рельефа, уклона участка, источника воды, технологии возделывания и технической оснащенности хозяйства. На виноградниках применяют четыре основных метода:

• поверхностный — подача воды по бороздам или щелям;
• надземный — дождевание и мелкодисперсное разбрызгивание;
• внутрипочвенный — подача воды непосредственно в корнеобитаемый слой;
• капельный — локальное орошение каждого куста с помощью капельниц.

Поверхностный способ полива подходит для участков со спокойным рельефом при оптимальном уклоне от 0,002–0,005 до 0,008. Наиболее распространенным методом остается полив по бороздам. Для их нарезки используют приспособление ПРВМ-19000 к плугу ПРВМ-3. Количество борозд зависит от ширины междурядий и возраста виноградника.

Крайние борозды нарезают на расстоянии 0,6–7 м от ряда кустов. Расстояние между бороздами устанавливают с учетом типа почвы: на легких почвах — 0,6 м, на средних — 0,7–0,8 м, на тяжелых — 0,9–1 м.

Глубина и длина борозд зависят от уклона участка и водопроницаемости почвы. На пологих участках с малым уклоном делают более глубокие борозды (20–25 см), на крутых склонах глубину уменьшают до 20 см. На тяжелых почвах с низкой водопроницаемостью длину борозд доводят до 200 м, иногда до 300 м. На легких супесчаных и песчаных почвах с высокой фильтрацией длину борозд сокращают до 100 м.

Поверхностные способы: полив по бороздам и щелям

Полив по бороздам организуют по одной из двух схем: со сбросом остаточной воды или без него. При схеме со сбросом в нижней части участка нарезают поперечную борозду, которая собирает излишки воды и уводит их в оросительный канал нижележащего участка. При поливе без сброса объем подаваемой воды строго дозируют так, чтобы она полностью впиталась в почву. Качество полива напрямую зависит от правильного расчета поливной нормы, первоначального расхода воды в борозде и времени ее подачи.

• Норма на легких почвах — 600–800 м³/га
• Норма на тяжелых почвах — 400–500 м³/га
• Влагозарядковый полив — 300–400 м³/га
• Затраты труда по бороздам — 22,3 чел.-ч/га
• Затраты труда при дождевании — 2,8 чел.-ч/га

Для точной дозировки воды при поливе по бороздам используют резиновые шланги-сифоны длиной 80–100 см. Их заправляют из временного оросителя, проложенного поперек поливных борозд в верхней части участка. Этот способ прост в исполнении и позволяет легко регулировать расход воды за счет изменения количества одновременно работающих шлангов.

1. Опустите один конец шланга-сифона во временный распределительный канал, а второй направьте в поливную борозду.
2. В начале полива подайте повышенный расход воды (до 0,3 л/с), заправив в одну борозду сразу два сифона.
3. После первоначального наполнения сократите подачу в два раза (до 0,15 л/с), оставив работать один шланг диаметром 15 мм.
4. Поддерживайте подачу воды в течение 12–36 часов до полного промачивания расчетного слоя.

В южных виноградарских регионах вегетационные поливы по бороздам привязывают к фазам развития лозы. За 15–20 дней до начала Уборка урожая">уборки урожая подачу воды полностью прекращают. Завершают сезон влагозарядковым поливом перед укрытием кустов на зиму. Это облегчает укрытие виноградников землей и оптимизирует влажность тканей растения перед зимовкой.

• Через 10–15 дней после распускания глазков (период интенсивного роста побегов);
• За 5–7 дней до начала цветения;
• Через 2 недели после окончания цветения (период интенсивного роста ягод);
• Дополнительно 1–2 раза в период роста ягод для сортов позднего срока созревания;
• Перед укрытием кустов на зиму.

Полив по бороздам прост в организации и не требует затрат на капитальное строительство. Однако этот способ имеет существенные минусы: высокий расход воды на испарение в каналах и бороздах, а также высокая доля ручного труда. Альтернативный поверхностный способ — полив по щелям. При этом методе щель глубиной 50–65 см нарезают посередине междурядья и подают воду непосредственно в зону залегания корней. Это снижает непроизводительные потери воды на испарение и увеличивает прибавку урожая по сравнению с бороздовым поливом.

Дождевание и мелкодисперсное орошение

При дождевании воду распыляют над виноградником с помощью мобильных дождевальных машин или стационарных систем, смонтированных на шпалерных опорах. Этот метод позволяет не только оптимизировать водный режим почвы, но и регулировать микроклимат и фитоклимат внутри насаждений. Дождевание экономит до 30% поливной воды и резко снижает затраты труда на гектар по сравнению с бороздовым поливом. Метод эффективен даже на участках со сложным рельефом, где нарезка борозд невозможна.

Стационарные системы дождевания монтируют непосредственно на винограднике. К шпалерным стойкам через каждые 3–4 ряда крепят водоподводящие трубы, на которых с интервалом 8–10 м устанавливают форсунки-разбрызгиватели. Давление в системе создается насосами, а управление поливом может осуществляться вручную или с помощью автоматики. Конструкция стационарных систем позволяет совмещать полив с некорневыми подкормками, вводя растворимые удобрения напрямую в поливную воду.

Разновидностью этого метода является мелкодисперсное орошение. Специальные форсунки создают искусственный туман из ультрамелких капель воды. Такое орошение используют для регулирования микро- и фитоклимата непосредственно на винограднике. Повышение влажности воздуха и снижение температуры способствуют оптимальному прохождению физиологических процессов в растениях: фотосинтеза, дыхания и транспирации.

По данным А. М. Аджиева (1978), применение этого способа полива в условиях Дагестана за счет оптимизации микро- и фитоклимата позволяет снять «провал» в суточной кривой фотосинтетической деятельности листьев в полуденные часы, вызываемый чрезмерно высокими дневными температурами и низкой влажностью воздуха. Значительное повышение интенсивности фотосинтеза положительно сказывается на улучшении роста и развития виноградного растения и значительном повышении его продуктивности.

Надземный способ полива имеет особое значение в южных районах с высокой температурой и низкой (менее 40%) относительной влажностью воздуха в дневные часы, которые угнетающе действуют на растения. Этот способ полива для повышения влажности корнеобитаемого слоя целесообразно сочетать с поливами:

• по бороздам;
• по щелям;
• внутрипочвенными;
• капельными.