9.3.3. Поливні режими.

Для визначення режиму  зрошення вегетаційний період сільськогосподарських культур умовно ділиться на три періоди:  початковий, середній, завершальний. Для кожного з цих періодів і для кожної культури визначається нижня межа оптимального зволоження ґрунту. Такий розподіл дає змогу економно витрачати зрошувальну воду і підтримувати оптимальну вологість у будь який період вегетації.

При аналізі водного режиму зрошуваних полів використовується поняття  коефіцієнт  витрат запасів  ґрунтової вологи, що характеризує процеси фізичного та біологічного висушування ґрунту при різних поливних режимах. Коефіцієнти використання ґрунтової вологи різні для різних сільськогосподарських культур  і залежать від типу поливного режиму, своєчасного припинення поливів.

О.М. Козін запропонував класифікацію водних режимів ґрунтів  в умовах зрошення:

1.                Повністю регульований впродовж вегетаційного періоду.

2.                Частково або періодично регульований, коли  проводиться один або декілька поливів а запасів вологи  достатньо для задоволення потреб рослин  у воді.

3.                Водний режим на полях рису.

В кожному з цих типів виділяються підтипи. До складу повністю регульованого водного режиму ґрунту входять підтипи: автономний (А), промивний (Б) та підпертий (В).  До періодично регульованого типу відносяться підтипи: волого за рядковий (А), лиманний (Б), скорочений (В). Водний режим рисового поля має підтипи: постійне затоплення (А), скорочене затоплення (Б), переривчате затоплення (В).

В  районах з глибоким заляганням ґрунтових вод та недостатньою кількістю опадів переважає повністю регульований  тип водного режиму ґрунтів. На полях при  непостійному поливному режимі переважає       частково регульований  тип водного режиму ґрунтів .

У практиці зрошуваного землеробства розрізняють   проектні та експлуатаційні ( технологічні) поливні режими. Проектні режими використовуються для проектування нових та реконструкції старих зрошуваних систем. Експлуатаційні режими зрошення розробляються з врахуванням потреби рослин у воді та господарських і природних умов кожного року.

Існує чотири методи подачі і розподілу води на зрошуваних полях:

1 – розподіл зрошувальної води по поверхні ґрунту, причому вода надходить зверху ( поверхневе зрошення);

2 – розбризкування води у вигляді дощу над зрошуваним полем за допомогою спеціальних пристроїв і зволоження не тільки ґрунту, а і рослин (дощування);

3 -  підведення води не з поверхні ґрунту а знизу, по прокладених у землі трубах та зволоженні активного шару ґрунту за рахунок всмоктуючої сили ґрунту ( підгрунтове зрошення), субіригація;

4 – подача води  імпульсами у виді крапель ( крапельне зрошування)..

Для поверхневого зрошення  характерні : а) можливість отримання різних глибин зволоження ґрунту; б) більше або менше гравітаційне промочування поверхневих шарів ґрунту; в) режим зрошення з великими коливання вологості ґрунту, що надає труднощів при проведені частих поливів малими нормами.

Зрошення в різних грунтово-кліматичних зонах практично зводиться до накопичення вологи у шарі розповсюдження коріння у передпосівний період та в період вегетації сільськогосподарських культур. Тому регулювання водного режиму ґрунтів  має періодичний характер Загальна кількість води, що  поступає на поле  в передпосівний і вегетаційний періоди називається зрошувальною нормою.

Підгрунтове зрошення дозволяє: а) отримувати тільки капілярне зволоження верхніх шарів ґрунту; б) підтримувати визначену глибину промочування ґрунту; в ) зберігати більш постійний  запас     вологи у ґрунті; г)  забезпечувати безперервне водопостачання рослин у відповідності з їх потребою у воді.

Субіригація – це поповнення води у активному шарі ґрунту за рахунок близько розташованих ґрунтових вод. Цей спосіб застосовується в місцевостях, де є слабко мінералізовані ґрунтові води.

Крапельне зрошення – це такий вид поливу, за якого вода подається безпосередньо в прикореневу зону регульованими малими  дозами за допомогою дозаторів – крапельниць. Крапельне зрошення дозволяє  економічно витрачати воду і інші ресурси ( добрива, труби, витрати енергії і трубопроводів). Капілярне зрошення перешкоджає  розвитку ерозії ґрунтів, зменшує розвиток шкідників, хвороб та бур’янів. Найбільш ефективне використання крапельного зрошення в районах недостатнього зволоження.

Вибір способу зрошення залежить від таких умов:

- прийнятої схеми поливів сільськогосподарських культур та норм поливів;

-    способів та спорядження механізації сільськогосподарських робіт;

-    швидкості вбирання води ґрунтом;

-     міри засоленості ґрунту;

-    рельєфу та схилу поверхні зрошуваної ділянки;

-    економічних показників.

Під час вибору способів та техніки поливів перевага віддається тим, які забезпечують високу механізацію поливів, автоматизацію розподілу води, зростання  економічних показників, то що. Зрошувальні та поливні норми залежать від способів зрошення.

Зрошувальна норма – це кількість води , яку необхідно  витратити на зрошення  будь-якої сільськогосподарської культури за вегетаційний період  ( м3/га)

Поливна норма – це кількість води, що подається на   поле за один полив ( м3/га).

Зрошувальні та поливні норми залежать від засобів зрошення. У зрошувальному землеробстві використовуються такі основні  засоби зрошування: поверхневе, дощування, підгрунтова подача води по закладених у землі трубах, крапельне.

Поверхневе зрошення. У практиці землеробства найпоширенішими є три види  поверхневого зрошення: полив по борознах, полив напуском по смугах та полив затопленням .

При поливах по борознах вода вбирається в ґрунт через дно та відкоси борозни. Глибина борозни коливається від 8 – 10 см (мілкі) до 18 – 20 см (глибокі)., ширина становить від 25 до 40 см. Поливи  по борознах застосовують для зрошення  технічних та просапних культур. Довжина борозни визначається проникненням води в ґрунт та похилом місцевості. Найсприятливіші похили  для цього 0,002 – 0,001. Відстань між борознами встановлюється в залежності від засобів обробітку посівів. Швидкість руху води у борознах не повинна перевищувати 0,1 м/сек.

Витрати води при поливах по борознах залежить від   проникливості води в ґрунт, розмірів похилу та довжини борозни і коливається у межах від 0,2 до  1,2 л/сек. До недоліків  цього засобу відноситься виникнення небезпеки повторного засолювання ґрунтів за рахунок виносу солей на гребінь борозни.

Полив напуском по борознах використовується  для культур  із суцільним посівом.  Для організації зрошення на суцільних посівах площа посіву розбивається на смуги, що відокремлюються земляними валиками. Ширина смуги розраховується як кратна ширині захвату зрошувальної техніки. Довжина смуги коливається від  50 до 500 м.  Недоліком поливу напуском по борознах відноситься погіршення водно-фізичних властивостей ґрунтів.

Полив затопленням – це заповнення водою чеків, обмежених земляними валиками висотою 25 – 30 см. В залежності від рельєфу місцевості чеки мають площу від 0,5 – 0,6 ( малі) до 8 – 50 га ( великі). Полив затопленням застосовується при вирощуванні рису. Недоліками цього способу є :необхідність подачі води в значних розмірах ( до 2000м3/га) що викликає заболочування та засолення ґрунтів, ускладнення проведення сільськогосподарських робіт через перешкоди.

Дощування. Порівняно із самотічними способами поливу дощування має і переваги: уникнення необхідно­сті влаштовувати смуги або борозни; регулювання водного режиму ґрунтів більш частими поливами з меншими  норма­ми; збереження структури ґрунту при невеликій інтенсивності зрошення. Зрошення дощуванням здійснюють при складному мікрорельєфі, засолених землях та на ділянках з близьким за­ляганням ґрунтової води. Ефективність дощування визначається характе­ристиками штучного дощу: інтенсивністю, величиною капель та рівномір­ністю розподілу дощу за площею.

Основними недоліками зрошення дощувальними машинами є нестабіль­ність роботи та мала продуктивність дощувальних установок. Вони не можуть забезпечити тривале підвищення запасів вологи, бо для цього потрібне три­вале перебування дощувальних установок на одному полі.

Підґрунтове зрошення. Під ґрунтове зрошення полягає в подачі води до кореневого шару ґрунту знизу за рахунок капілярного підняття від закладених на задану глибину пористих труб або кротовин.  Таке зрошення може здійснюватися і по траншеях з простими заповнювачами. Використання під ґрунтового зрошення можливе на ґрунтах з добре розвинутою капілярною зоною. Зазначений спосіб має перевагу перед іншими способами зрошення через те, що він не потребує влаштування  зрошу­вальної мережі на поверхні ґрунту, чим забезпечується механізація агротехнічних робіт, знижується витрата води на випаровування, оскільки верхній (10-15 см) шар ґрунту взагалі залишається сухим.

Незважаючи на переваги, під ґрунтове зрошення має обмежене застосування. Його використовують на зрошувально-осушуваль­них системах для двостороннього регулювання водного режиму заболочених земель, які підлягають меліорації.

Лиманне зрошення - найпростіший та найефективніший спосіб одночасного (весняного) зволоження земель.

Тривалість перебування води в лимані залежить від властивостей ґрунту, строків та глибини заповнення, виду   сільськогосподарської культури, по­хилу та планування лиману. Звичайно сільськогосподарські культури та трави більш чутливі до за­топлення в перші фа­зи розвитку та краще його переносять в пізніші терміни. З ростом температури та вологості повітря тривалість затоплення повинна знижуватись. 

 Крапельне зрошення дозволяє  економічно витрачати воду і інші ресурси ( добрива, труби, витрати енергії і трубопроводів). Капілярне зрошення перешкоджає  розвитку ерозії ґрунтів, зменшує розвиток шкідників, хвороб та бур’янів. Найбільш ефективне використання крапельного зрошення в районах недостатнього зволоження.

За своїм призначенням поливи підрозділяються на вегетаційні, вологоза рядкові, освіжаючі, протизаморозкові, підживлющі та ін.

Вегетаційні поливи забезпечують потрібний водно-термічний режим полів у вегетаційний період  рослин. Правильне визначення строків та норм таких поливів є метою меліоративної гідрології.

Волого зарядкові та передпосівні поливи здійснюють взагалі восени або навесні (перед посівом) для збільшення запасів ґрунтової вологи. 

Вологозарядкові  поливи  восени здійснюються при глибокому заляганні ґрунтових вод. За високого стояння ґрунтових вод можливий перед­посівний полив малою нормою, який дає змогу, уникнути змикання зрошу­вальної води з ґрунтовою. Осінні вологозарядкові поливи здійснюють перед сівбою озимих культур або відразу  після сівби. До оранки волого зарядку здійснюють в тому разі, коли ґрунт після збирання врожаю дуже сухий і не піддається обробці. Волого зарядковий полив після оранки забезпечує краще зволоження ґрунту.

Освіжаючі поливи  проводяться впродовж вегетаційного періоду для створення сприятливого мікроклімату в  середині рослин. Такі поливи збільшують вологу в листі, знижують температуру, сприяють фотосинтезу. Один освіжаючий полив шаром 7-9 мм підвищує від­носну вологість повітря у травостої на 15-20% та знижує його температуру на 2-3 °С. При тривалих суховіях рекомендується проводити два поливи.

Різновидністю освіжаючих поливів є імпульсні поливи тривалістю до декількох хвилин по 3 - 4 рази на годину. Такий полив виконується стаціонарними дощувальними установками за завданою програмою або з дистанційним керуванням.

Протизаморозкові поливи використовують у боротьбі із шкідливою дією заморозків на рослини. Такі поливи збільшу­ють теплопровідність ґрунту, яка зменшує глибину інверсії температури та підвищує температуру приґрунтового шару повітря. При збризкуванні рослин під час заморозків підвищується температура поверхні ґрунту та листя рослин, зростає вологість ґрунту та повітря. Навіть у таких випадках, коли на листі вода замерзає, вона виділяє при цьому теплоту замерзан­ня     (335 Дж/г), яка зберігає листя від подальшого зниження температури. Практично найприйнятніша інтенсивність дощу при проти заморозковому по­ливі 1.5-3.0 мм/рік.

Підживлювальні поливи дозволяють одночасно з поливною водою вносити на зрошувані поля і добрива. Такі поливи можна проводити при будь-яких способах зрошення. Так, на дощувальних машинах встановлюють спеціальні апарати – гідро підживлювачі, розчинені добрива з яких з зрошу­вальною водою подаються на поле.

Під час поливу по борознах або по смугах перед тимчасовим зрошувачем встановлюють наповнений добривом бачок з поплавковим сифоном, в результаті чого воно подається до зрошувальної води рівномірним струменем.

Промивальні поливи здійснюються для розчинення та відтоку солей з верхніх горизонтів ґрунту за межі шару активного волого обміну. На засолених землях перед поливом поле глибоко орють, боронують, вирівнюють та розбивають на чеки за допомогою земляних валиків. Промивну воду подають порціями з невеликими інтервалами. Для розчину солі перші порції зволожують ґрунт до найменшої вологості, подальші порції забезпечують промивку ґрунту. Промивальні поливи  за звичай виконуються в період, коли ґрунтові води встановлюються на мінімальній позначці (осінь). Поливи здійснюються з інтервалом два-чотири дні при нормі 100-150 мм/га.                                                                     

Крім перелічених поливів, для звільнення полів від бур’янів виконують "провокаційні" поливи, які стимулюють появу сходів та прискорюють ріст  бур’янів з по­дальшим їх знищення.