Учебно-методическое пособие Санкт-Петербург 2010 удк ббк рецензент

3.3.3. Способы и техника полива сельскохозяйственных культур. Поверхностный способ полива. Полив дождеванием. Типы дождевальных систем. Внутрипочвенный полив

Сельскохозяйственные культуры и другие зеленые насаждения поливают следующими способами: поверхностным самотечным, дождеванием, капельным (внутрипочвенным, подпочвенным). Дополнением к ним могут быть дисперсное и аэрозольное увлажнение. Каждому способу полива соответствуют элементы и устройства, переводящие воду из состояния сосредоточенных токов в состояние почвенной влажности, - это регулирующая оросительная сеть и техника полива.

Поверхностный способ полива

При поверхностном способе полива вода рас­пределяется по поверхности земли - бороздам, полосам, чекам и поступает к корням растений путем гравитационного и капиллярного впитывания. Этот способ можно применять на территориях со спокойным рельефом, уклонами 0,0005...0,01, достаточной мощностью почв, при поливных нормах не менее 600 м³/га, промывках засоленных земель.

По бороздам поливают широкорядные пропашные, плодовые, кустарниковые культуры, виноградники, ягодники. Борозды нарезают в междурядьях по направлению благоприятного уклона параллельно сторонам поля. Ширина междурядий зависит от вида растений, проницаемости почв и может составлять 0,45... 1,5 м. Борозды имеют глубину 10...30 см, наполнение h = 3...5 см, ширину по дну b = 3...5 см, заложение откосов т = 1. Длину борозд рассчитывают, и она может составлять 60...400 м. Расход воды в борозду рассчитывают из условий подачи и впиты­вания поливной нормы, он составляет 0,2...2 л/с. Скорость течения воды по борозде не должна превышать размывающую.

У
7
часток местности с уклоном 0,003 - 0,01 разбивается на поливные борозды, причем длина борозд 60 - 150 м. При этом образуются орошаемые участки с расстоянием между бороздами 50 - 80 (рис.3.3.5).

Рис.3.3.5. Схема полива по бороздам:
1 - временный оросительный канал; 2- поливные борозды; 3- земляные перемычки;4- орошаемые участки;5- уровень капиллярной воды;6- зона увлажнения водой;7- выводные борозды

Когда необходим полив, разбираются земляные перемычки и вода спускается по поливным бороздам. Вода поступает к корням растения не за счет просачивания сверху, а за счет капиллярного подъема и бокового просачивания. Необходимо заполнить водой поливные борозды на определенное время, необходимое для того, чтобы напитать орошаемый участок влагой. Концы борозд делают тупыми, сброса воды через них нет.

Полив по бороздам является наиболее экономичным из способов поверхностного орошения и обладает следующими достоинствами:
- почва на гребнях увлажняется капиллярно, поэтому структура почвы разрушается незначительно, почва сохраняет воздух во время полива;
- почва на гребнях уплотняется, скважность уменьшается мало и не образуется корка;
- частые рыхления борозд способствуют уничтожению сорняков;
- полив может быть произведен относительно малой поливной нормой;
- полив по бороздам можно применять на всех почвах, кроме засоленных, и для всех культур;
- полив дает более высокий урожай, чем напуск по полосам;
- меньше помех механизации сельскохозяйственным работам.
Недостатком полива по бороздам является опасность скопления солей в гребнях. Для предупреждения этого следует ежегодно на одном и том же участке чередовать положение гребней и борозд.

По полосам поливают культуры узкорядного и сплошного сева. Полосы устраивают по наибольшему уклону местности, попереч­ный уклон полос недопустим. Полосы разделяют продольными валиками высотой h_в = 10... 15 см. Ширина полос l_пзависит от выравненности поверхности земли и составляет 3,6... 18 м(рис.3.3.6). Слой воды в полосе h_в = 5...7 см. Длина полос - в пре­делах 60...400 м и зависит от уклонов поверхности и проницаемости почв. Расход воды, подаваемой в полосу, - 2...5 л/с на 1 м ширины полосы.

Рис.3.3.6. Схема полива напуском по полосам:
1- временный оросительный канал; 2- выводная борозда, труба или канава;3- валики;
4– водовыпуски: прокоп в валике или сифон; 5 - полосы орошения

Достоинством этого вида полива является то, что при этом обеспечивается лучшая заделка семян при посеве и обеспечивается равномерный водновоздушный режим. Потери площади под поливную сеть при этом сведены к минимуму - 5 - 7%.

Существенные недостатки способа: происходит сильное разрушение структуры почвы, возникает опасность смыва почвы при поливе, и на длительное время прекращается аэрация почвы. Поэтому этим способом пользуются реже.


Чеки представляют собой горизонтальные площадки, окруженные валиками. По чекам поливают затоплением рис и проводят промывки засоленных земель. Площадь чека может быть от 0,2 до 20 га в зависимости от рельефа и возможностей проведения планировочных работ. Высота ограждающих валиков зависит от слоя воды в чеке: 0,05...0,25 м при поливе риса и 0,5...0,7 м при промывках(рис.3.3.7).

Рис.3.3.7.Схема полива затоплением по чекам:

1. 
   временный ороситель; 2 -чеки; 3 -прораны; 4 – валики
   

Этот способ полива обладает существенными недостатками:

- требуются большие поливные нормы;
- легко разрушается комковатая структура почвы;
-на поверхности почвы поливного участка образуется корка большей мощности, чем при поливах по бороздам или по полосам;
- уменьшается скважность и аэрация почвы, что влечет за собой уменьшение азота в почве;
- затрудняется применение механизации работ из-за наличия ограждающих валиков;
- затрудняется планировка почвы, т.к. требуется высокая сложность планировки.
В последнее время внедряется выращивание риса при периодических поливах, когда периоды затопления в 5 - 7 дней чередуют с периодами полного отсутствия воды также в течение 5-7 дней.

Длины борозд и полос, ширина полос, площади чеков, расходы воды, подаваемой в них, влияют на производительность труда поливальщиков. Так, сменная производительность поливальщика на поливе по бороздам составляет 0,3...0,4 га при длине борозды 70... 100 м и 2...4 га - 300...400 м, при поливе по полосам - 6...8 га, при поливе затоплением - 8...25 га. Увеличение расходов воды сокращает время полива и соответственно повышает производительность труда, но ограничено экологическими требованиями. Увеличение подачи воды в борозды, полосы, чеки создает опасность размыва почв, поэтому оно возможно только в пределах допустимых скоростей воды. Кроме того, повышение подаваемых расходов увеличивает непроизводительные сбросы поливной воды в конце борозд и полос.

Увеличение длины борозд и полос, ширины полос и площади чеков возможно лишь за счет планировки поверхности земли, выравнивания ее и придания требуемого уклона путем срезок и подсыпок почвы. Такие работы существенно нарушают почвенный покров и снижают плодородие почв. Обоснование объема планировочных работ должно учитывать экологические требования по сохранению почвенного покрова и включать экономическое сравнение полученного эффекта от повышения производительности труда с затратами на мероприятия по восстановлению почвенного плодородия и ущербами от недобора продукции. При этом надо также учитывать, что при длинных бороздах или полосах неравномерность увлажнения почвы возрастает по их длине, приводя к перерасходу воды, увеличению глубинных сбросов и, как следствие, к подъему уровня грунтовых вод.
Достоинства поверхностного самотечного способа полива - большой опыт, накопленный с древних времен, небольшие энергетические затраты на выполнение поливных работ. Недостатки поверхностного способа полива: большие затраты ручного труда, трудоемкость работ, низкая производительность труда, необходимость значительных объемов планировочных работ, неравномерность полива по площади и глубине, существенные потери воды на поверхностные и глубинные сбросы, трудности механизации и автоматизации работ, регулирования поливных норм, невозможность частых поливов малыми поливными нормами, опасность эрозии почв. Поверхностное орошение по сравнению с другими способами полива негативно влияет на почвы (эрозия, вымыв питательных веществ), грунтовые воды (повышение их уровня, за­грязнение агрохимикатами), поверхностные воды (загрязнение сбросами поливных вод с полей).
Поверхностный полив применяют в основном в засушливой зоне с высокими дефицитами водного баланса почв, где орошение сельскохозяйственных культур требует больших поливных норм (600... 1200 м³/га).