Полив та зрошення

Оперативне планування режимів зрошення сільськогосподарських культур з урахуванням метеоумов

Агрономові

10 хв читання

ПОЛИВ ТА ЗРОШЕННЯ П

(N 00 О г-Н

О сд (N S (N СО

Колосові озимі 0,5 0,55 0,65 0,75 0,8 _ -

Колосові ярі 0,35 0,4 0,55 0,7 0,75 0,8 _ - -

Зернобобові 0,35 0,45 0,6 0,7 _ -

Картопля пізня 0,3 0,35 0,45 0,55 0,6 0,65 _ - -

Картопля рання 0,3 0,4 0,5 0,6 0,65 _ -

_ - - - 0,9

Кукурудза (зерно) 0,4 0,5 0,65 0,85 0,9

- - - 0,8

Кукурудза (силос) 0,35 0,4 0,55 0,7 0,75 0,8 _

Цукрові буряки 0,4 0,45 0,6 0,7 0,8 _ -

Кормові буряки 0,3 0,35 0,45 0,55 0,65 0,7 _ -

Столові буряки 0,3 0,35 0,4 0,5 0,6 0,65 _ -

Люцерна підпок _ - 0,8 ривна 0,5 0,55 0,65 0,75 0,8

Люцерна минулих _ - 0,9 років 0,5 0,55 0,6 0,65 0,75 0,8 0,85 0,9

Пасовище зрошува 0,6 не 0,4 0,45 0,55 0,6

Продовження табл. 20

Сума середньодобових температур повітря наростаючим підсумком від початку вегетації, ° С

Культура 8 о о

Однорічні трави 0,3 0,35 0,5 0,65 0,75 0,75

Багаторічні траво суміші 0,45 0,5 0,6 0,7 0,75 0,75

Капуста пізня 0,3 0,35 0,4 0,5 0,55 0,6 0,6

Капуста рання 0,3 0,35 0,45 0,55 0,6 0,6

Овочі (томати, огірки) 0,3 0,35 0,45 0,55 0,6 0,6

Овочі (цибуля) 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 0,5

ОПЕРАТИВНЕ ПЛАНУВАННЯ ПОЛИВІВ

Для отримання високих і сталих урожаїв на зрошуваних землях режими зрошення повинні враховувати біологічні особливості вирощуваних культур, місцеві кліматичні, ґрунтово-меліоративні, погодні та інші умови, а також способи, технічні засоби і технологію поливу. При цьому повинні враховуватися всі зміни, які неминуче виникають на зрошувальних системах у процесі експлуатації. В умовах нестачі зрошувальної води експлуатаційні режими зрошення повинні передбачати подачу економічно доцільних зрошувальних норм з урахуванням наявних водних ресурсів та пріоритетності зрошуваних культур.

Співвідношення між водозабором і водоспоживанням змінюється по роках із різним знаком. При цьому слід відзначити відносну стабільність фактичного водозабору на зрошення та площ фактично политих земель порівняно зі змінністю по роках нормативного водоспоживання на зрошення.

З одного боку, система обліку використання вод у зрошуваному землеробстві базується на недостовірних первинних даних про водоспоживання. Нерідко приймаються аналогічні попередньому року значення обсягів водозабору. З іншого, норми водоспоживання (групові, середньозважені за культурами та за площею) представлені недостатньо, оскільки визначаються за однією-двома опорними метеостанціями на досить значну і різнорідну територію адміністративної області.

Крім того, потребують уточнення площі фактично политих земель і структура зрошуваних посівів на кожен розрахунковий рік, що в даний час становить складність.

У ситуації, що склалася, основним резервом підвищення ефективності зрошення має стати раціональне й економне використання наявних водних ресурсів завдяки вдосконаленню технологій планування зрошення.

У досягненні цієї мети головна роль має бути відведена нормуванню водокористування.

Таким чином, окрім розробки науково обґрунтованих, диференційованих територіально і по роках режимів зрошення, необхідне створення спеціалізованої служби з реалізації цих режимів. Без вирішення цих питань та впровадження їх у виробництво подальше підвищення продуктивності зрошуваного землеробства видається проблематичним.

Для зрошуваних земель одним із пріоритетів є оперативне планування та управління поливами з оптимізацією строків і норм їх проведення.

Оперативне планування експлуатаційних режимів зрошення з використанням математичних моделей і комп'ютерної технології підвищує точність нормування обсягів подачі води на полив, забезпечуючи ефективність гідромеліорації на різних природно-ландшафтних територіях, адекватний вибір антропогенних впливів, екологічну рівновагу природного середовища та ресурсозбереження.

Для досягнення найбільшого ефекту від зрошення, особливо в умовах безперервного наростання дефіциту водних ресурсів, контроль вологості ґрунту сільськогосподарського поля та управління поливами мають проводитися систематично з такою періодичністю:

  • у звичайні періоди: не рідше одного разу на п'ять днів;
  • у періоди критичних фаз розвитку рослин: щодня.

Така періодичність оцінки ситуацій та вироблення управлінських рішень на майбутній (прогнозний) період дозволяє з високою надійністю оптимізувати строки і норми поливу на кожній поливній ділянці.

Для оперативного коригування експлуатаційних режимів зрошення та розрахунку доз внесення мінеральних добрив з поливною водою у ФДБНУ ВНДІ «Радуга» розроблені і продовжують удосконалюватися комп'ютерні програми. У 2008 р. створена і апробована комп'ютерна програма «Розрахунок динаміки агрокліматичних ресурсів та їх регулювання». Розрахунковий метод ґрунтується на оцінці рівняння водного балансу стосовно ґрунтового шару активного вологообміну.

Прибуткові та видаткові статті балансу визначаються таким чином:

Прибуткові статті Безпосереднє вимірювання (опади, поливи)
Видаткова частина Розрахунок сумарного випаровування за метеорологічними даними

Полив за жорстким річним графіком без урахування поточної погоди призводить до подачі надлишку або дефіциту води. У критичні фази розвитку рослин це загрожує втратою всієї або більшої частини прибавки врожаю, а також руйнує структуру ґрунту.

Основа оперативного управління зрошенням — щоденний облік запасів вологи у шарі активного вологообміну. Ці показники постійно змінюються залежно від виду культури та фази її розвитку. Якщо на ділянці близько залягають ґрунтові води, дефіцит водоспоживання додатково коригують з урахуванням капілярного притоку за розрахунковими та дослідними даними.

Принципи та дані для оперативного планування поливів

Для точного регулювання режимів зрошення застосовуються інформаційно-консультаційні системи (ІКС). Вони об'єднують сучасні технічні засоби, дані супутникового моніторингу та наземних приладів, щоб врахувати мінливість гідрометеорологічних умов у просторі та в часі. Система оцінює потенціал ресурсів тепла та вологи, розраховує обсяг поповнення дефіциту природних ресурсів і допомагає оперативно вносити зміни в експлуатаційний режим зрошення.

Уся інформація, що надходить до системи, систематизується за ключовими показниками поля, ґрунту та рослин. Це дозволяє створювати комп'ютерні програми для розрахунку обґрунтованих, екологічно збалансованих норм поливу, що гарантують стійкість агроландшафтів.

Категорія даних Вміст і контрольовані параметри
Поля сівозміни Розмір ділянок, вирощувані сільськогосподарські культури
Стан родючості Водно-фізичні та агрохімічні показники, гумусний стан, ступінь засолення
Метеоінформація Поточна, прогнозна та архівна метеоінформація
Розвиток рослин і поливи Стан і розвиток культур, інформація про хід проведення поливів, стан рекомендацій для дощувальної техніки

Прикладні завдання системи охоплюють розрахунок норм зрошення, використання приладів для визначення вологості ґрунту та дозування мінеральних добрив, а також організацію зв'язку, транспорту та автоматизований аналіз результатів.

Структура та алгоритм роботи інформаційно-консультаційної системи

Оперативне управління поливами будується на автоматизованому зборі даних і постійному перерахунку водного балансу. Для цього ІКС розділена на чотири функціональні блоки, кожен з яких відповідає за свій етап обробки інформації.

  • Період контролю вологості ґрунту — за тиждень (мм)
  • Метеопараметри — температура (°С), вологість повітря (%), швидкість вітру (м/с), опади (мм)
  • Період видачі графіка — на 3–5 діб
  1. Аналіз поточного стану агроценозів: блок контролює вологість ґрунту в активному шарі за тиждень у міліметрах.
  2. Збір та обробка метеоінформації: вимірюються фактична та прогнозна температура (°С), вологість повітря (%), швидкість вітру (м/с) і кількість опадів (мм).
  3. Розрахунок оперативного планування: на основі біокліматичної моделі з використанням біологічних, мікрокліматичних коефіцієнтів та ґрунтово-меліоративних констант розраховуються випаровуваність, ґрунтові вологозапаси, капілярний притік із ґрунтових вод, коефіцієнти природного зволоження та дефіцит водоспоживання.
  4. Видача рекомендацій: система формує та видає на паперовому носії уточнені графіки поливу на найближчі 3–5 діб.

Комп'ютерні моделі розраховують раціональні норми водоспоживання при диференціації коефіцієнтів і констант. Це дозволяє точно відобразити динаміку внутрішньорічного розподілу гідрометеорологічних факторів і ймовірнісний характер процесів в агробіоценозах.

Порядок оперативного контролю та коригування режимів зрошення

Оптимізація експлуатаційних режимів зрошення будується на оперативному управлінні: графіки та обсяги води, що подається, коригують за «вимогою» конкретних поливних ділянок, які обслуговуються дощувальними машинами. Такий підхід дозволяє точно витримувати водний режим ґрунту, спираючись на регулярні польові вимірювання та розрахунки водного балансу.

  1. Фіксація стартових вологозапасів. На початку вегетації на поливних ділянках виконують вимірювання вологості ґрунту, визначаючи вихідні запаси вологи для подальших розрахунків.
  2. Розрахунковий моніторинг і збір даних. Динаміку ґрунтових вологозапасів протягом вегетації контролюють розрахунковим методом з інтервалом у п'ять днів, декаду або місяць. Для цього систематично збирають поточну та прогнозну метеоінформацію, дані про стан посівів, хід агротехнічних робіт, а також про ступінь готовності дощувальної техніки, зрошувальної мережі та насосних станцій. На основі всіх отриманих відомостей виконують водобалансові розрахунки на поточний період, а також на п'ятиденний і декадний прогнози.
  3. Польовий контроль виливу. На кожній ділянці сівозміни регулярно проводять контрольні заміри фактично реалізованих поливних норм, перевіряючи рівномірність розподілу вологи за площею поля та глибиною ґрунтового шару.
  4. Прийняття рішення про полив. Шляхом зіставлення розрахункового водного балансу та фактичних замірів агроном оцінює ситуацію, що склалася, і приймає рішення про доцільність, строки та обсяги коригування режиму зрошення культур.

Систематичний замір фактично вилитих норм за площею та глибиною необхідний для того, щоб вчасно вловлювати відхилення в роботі техніки та вносити поправки у водобалансові розрахунки.

Читайте також