1.4.3 Норми зрошення

Зрошуване землеробство у районах нестійкого та недостатнього зволоження дедалі більше розвивається. Основною особливістю клімату в цих районах є загальний дефіцит опадів та їх вкрай нерівномірний розподіл, що викликає дуже сильні коливання значень запасів продуктивної вологи в період сівби та розвитку сільськогосподарських культур.

На зрошуваних землях збільшується виробництво зернових культур, рису, овочевих. Збільшення зрошуваних земель вимагає надійних методів розрахунку зрошуваних норм, кількості поливів за вегетаційний період та норм одного поливу.

На разі на мережі гідрометеорологічного обслуговування складаються три види прогнозів зрошення:

1) прогноз вологозарядкових поливів озимих зернових культур;

2) прогноз оптимальних зрошувальних норм на вегетаційний період основних зернових культур (озима та яра пшениця, кукурудза);

3) прогнози оптимальних строків та норм поливу зернових культур, картоплі та цукрових буряків, овочевих культур.

Вологозарядкові поливи. У районах недостатнього зволоження на момент сівби озимих культур у деякі роки запаси вологи у орному шарі ґрунту або занадто малі, щоб забезпечити проростання насіння, або зовсім відсутні. Тому тут необхідне зрошення.

Розрахунок вологозарядкових поливів під озимі культури складається за один-півтора місяці до сівби і в ньому розраховується очікувані норми та строки поливів.

Норма вологозарядкових поливів (N) розраховується як різниця між найменшою вологомісткістю промочуваного шару ґрунту (W_o) і запасами продуктивної вологи, які спостерігалися у шарі ґрунту перед початком поливу (W₁):

 (4)

Найменша вологомісткість визначається за даними фактичних спостережень, які проводяться на агрометеорологічних станціях кожні п’ять років. Якщо такі спостереження не проводились, то вологомісткість метрового шару тяжких ґрунтів (глинистих та суглинків) приймається рівною 170 – 180 мм продуктивної вологи, легких ґрунтів (супіщаних та легких суглинків) – 150 – 160 мм.

Дати оптимальних та надто пізніх термінів сівби озимих культур, а рівно і оптимальних та надто пізніх вологозарядкових поливів, визначаються за рівнянням:

 (5)

де N – тривалість періоду від дати сівби до наступу оптимального (три-чотири пагони) або задовільного (один пагін) кущіння озимих, дні;

А – сума ефективних температур, що необхідна від сівби до оптимального або задовільного кущіння, ^оС;

t – середня за добу температура повітря за ті ж періоди, ^оС.

Так як вологозарядкові поливи забезпечують добре зволоження ґрунту, то при розрахунках N використовуються константи О.О.Шіголєва [9, 10]. Сума ефективних температур (А), що необхідна від сівби до появи першого пагону кущіння для жита становить 119^о С, для пшениці – 134^о С; для періоду від сівби до появи третього пагону сума становить 200^о С.

Для забезпечення доброї сівби необхідно, щоб між вологозарядковим поливом та початком сівби пройшло 5 – 10 днів, щоб ґрунт встиг звільнитися від зайвої води, підсохнути зверху і бути готовим для проведення посівних робіт.

Вологість ґрунту перед початком вологозарядкового поливу визначається інструментально, або розраховується за рівняннями, приведеними у табл. 12.

Прогноз норм зрошення озимої пшениці складається восени, перед сівбою і потім уточнюється. Прогнози норм зрошення ярих культур складаються ранньої весни після першого визначення запасів продуктивної вологи.

Зрошувані норми (N) на вегетаційний період розраховуються як різниця між сумарними витратами води (Q), які забезпечують отримання урожаю певної величини та сумарними витратами води

(Q₁) у природних умовах:

 (6)

Сумарні витрати води (Q) у природних умовах визначаються як кількість води, що використовувалась рослинами з метрового шару ґрунту за період сівба – воскова стиглість (W₁ – W₂) плюс опади, які випали за цей час (Х):

 (7)

При розрахунках оптимальних норм зрошення за максимально високий врожай зернових культур приймається середній із максимальних урожаїв, які отримані за високої агротехніки, відсутності засолення ґрунтів та глибокого залягання ґрунтових вод.

Сума опадів поточного року визначається внесенням поправки до середньої багаторічної суми за синоптичним прогнозом погоди.

Таким чином, норми зрошення (N₁) на вегетаційний період розраховуються:

N₁ = N_o – (W₁ – W_o) – (X₁ – X_o) (8)

де N_o – середня багаторічна норма зрошення, що необхідна для отримання певного врожаю;

W₁ – запаси продуктивної вологи навесні;

W_o – середні багаторічні запаси продуктивної вологи навесні;

Х₁ – сума опадів, що очікується від сівби до воскової стиглості;

Х_о – середня багаторічна сума опадів.

Розраховані норми зрошення є найбільш імовірними, бо розраховані за середніми багаторічними даними. Разом з тим можна також розрахувати норми зрошення будь якої забезпеченості, тобто, прогнозувати потребу сільськогосподарських культур у воді у різні роки (як у сухі так і у вологі).

Розрахунок оптимальних термінів та норм поливів основних зернових культур. Метод розрахунку оптимальних термінів та норм поливів засновується на сучасній теорії пересування вологи у ґрунті і її доступності рослинам, а також на виявлених закономірностях витрат води із зрошуваних полів за різних умов погоди.

За даними більшості дослідників межа, за якої рослини зазнають нестачу води становить приблизно 70 % найменшої вологомісткості. Винятком є тільки період дозрівання зерна, коли для запобігання пошкодженню насіння грибковими хворобами та забезпечення своєчасного висихання зерна на кінець воскової стиглості, запаси вологи у ґрунті у метровому шарі не повинні перевищувати 40 мм.

Зміна запасів продуктивної вологи на зрошуваних землях (у) розраховується в залежності від запасів вологи на початок періоду розрахунку (W₁), середньої температури повітря (t) та суми опадів (х) за рівнянням вигляду:

 (9)

Для багатьох сільськогосподарських культур розрахунок запасів продуктивної вологи на зрошуваних полях виконується за рівняннями з визначеними літерними коефіцієнтами (табл. 1.27), що отримані для різних

Таблиця 12 – Зміна запасів продуктивної вологи на зрошуваних полях в залежності від початкових запасів вологи (W₁₎, середньої температури повітря (t) та суми опадів за декаду (х)

типів ґрунтів та різних міжфазних періодів розвитку. Ці рівняння отримані внаслідок експериментальних досліджень багатьох авторів.

Норма кожного поливу розраховується як різниця між верхньою (значення НВ) та нижньою (70 % НВ) межею. При цьому також враховується глибина промочування ґрунту, яка залежить від глибини проникання коріння рослин. Найчастіше це шар 0 – 100 см.( детальніше , Божко Л.Ю. Агрометеорологічні розрахунки та прогнози. – с.92 – 102).

Враховуючи це, для зернових культур при складанні прогнозу оптимальних строків та норм поливів користуються положеннями:

– дата та норма поливу встановлюється в залежності від глибини промочування ґрунту;

– за верхню межу зволоження для тяжких ґрунтів приймається значення найменшої волого місткості у мм продуктивної вологи; для легких ґрунтів – найменша волого місткість збільшується на 30– 40 мм;

– нижньою межею зволоження вважається величина 70 % НВ;