Изменение почв при орошении

Mse-Online.Ru

Влияние орошения на почву

Влияние орошения на почву, растения и урожай сельскохозяй­ственных культур. Поливная вода оказывает глубокое, многосто­роннее воздействие на почву, растения и их урожай.

Под ее влия­нием существенно изменяются агрономические свойства почвы, водно-воздушной, тепловой и питательный режимы, микробиоло­гическая активность почвы, микроклимат над орошаемой террито­рией. Все это обязывает тружеников орошаемого земледелия вы­полнять все работы высококачественно, квалифицированно, на научной основе.

Поливная вода оказывает не только положительное, но и от­рицательное воздействие на почву, растения и их урожай.

Вода оказывает глубокое воздействие на почвообразовательный процесс, вызывая существенные изменения физического состояния почвы, солевого режима, тепловых свойств и воздушного режима, химических и микробиологических процессов, темпа накопления и разложения органического вещества почвы.

Оптимально увлажненная почва приобретает физическую спе­лость. При обработке такая почва лучше рыхлится и крошится, меньше оказывает механическое сопротивление тяговым усилиям.

С оросительной водой вносятся в почву илистые частицы (кол­лоидная фракция), с отложением которых образуются плодород­ные наносы. Вода является хорошим растворителем, а это способ­ствует мобилизации элементов питания и улучшает питательный режим растений.

При поддержании благоприятного водно-воздушного режима путем орошения в почве активно протекают микробиологические процессы: аммонификация и нитрофикация, деятельность клубень­ковых и свободно живущих азотфиксирующих бактерий, в резуль­тате чего значительно улучшается азотное питание растений.

При орошении значительно усиливаются ростовые процессы, разрастается мощная корневая система растений, что способ­ствует обогащению почвы растительными остатками, органическим веществом.

Наряду с положительным влиянием орошения на почву и ее плодородие, неурегулированные поливы (несвоевременность поли­вов, избыток или недостаток поливных норм) вызывают большие отрицательные последствия. Так, под влиянием потоков воды при наземных способах полива и ударов капель при дождевании раз­рушаются структурные агрегаты, образуется корка на поверхнос­ти почвы, ухудшается воздушный и пищевой режимы.

Вода, просачивающаяся в глубь почвы, переносит илистые и коллоидные частицы из верхних слоев в нижние, в результате чего образуется уплотненная прослойка, которая препятствует проникновению воды, воздуха и корней растений в более глубо­кие слои.

Поверхностные поливы на участках с большими склонами при­водят к смыву и размыву, т. е. к развитию так называемой ирри­гационной эрозии почвы.

При неурегулированных поливах повышается уровень грунто­вых вод, что может вызвать заболачивание или засоление почвы и резко снизить урожайность. Вредные для растений соли ороси­тельных и минерализованных грунтовых вод вызывают вторичное засоление корнеобитаемого слоя почвы.

Избыток поливной воды вызывает потери питательных веществ и загрязнение окружающей среды, особенно естественных или ис­кусственных водоемов, куда переносятся с водой, например, ни­траты.

Орошение оказывает существенное влияние на микроклимат местности — изменяется температура, влажность приземного слоя воздуха и верхних слоев почвы. Орошаемая вода, задерживаясь на листьях, стеблях растений, снижает их температуру. Увлажнен­ная почва медленнее нагревается и остывает, т. е. теплоемкость ее возрастает, мощная листовая поверхность травостоя культур­ных растений лучше затеняет почву, которая меньше прогревает­ся, улучшается температурный режим почвы.

Положительное влияние орошения на микроклимат лучше всего проявляется при наличии лесонасаждений: полезащитных лесопо­лос, посадок вдоль постоянных оросительных и сбросных каналов. Над полями, защищенными лесными насаждениями, скорость дви­жения воздуха обычно меньше, а относительная влажность при­земного слоя выше.

Орошение оказывает многостороннее влияние на величину и качество урожая. У орошаемых культур формируются мощная листовая поверхность, корневая система, что обеспечивает образо­вание большой общей вегетативной массы, способствует повыше­нию продуктивности сельскохозяйственных культур и качества урожая. Так, опытах Краснодарского научно-исследовательского института сельского хозяйства урожайность кукурузы (зерна) при орошении в среднем за три года составила 58 ц/га при урожайнос­ти ее без полива 36 ц/га. Имеется много примеров, когда урожай­ность культур при орошении в 1,5—3 раза превышает урожайность без орошения. Во многих районах среднеазиатских стран зем­леделие без орошения вовсе невозможно.

Наряду с урожайностью под влиянием орошения значительно повышается качество урожая. Так, в опытах научно- исследовательского института масличных культур содержание мас­ла в семенах сои повышалось с 21,8 % без орошения до 23,3 % при трех поливах. Под влиянием орошения повышается содержа­ние белка в листостебельной массе люцерны.

Установлено также, что сахаристость корнеплодов сахарной свеклы несколько снижается при орошении, но в результате рез­кого повышения урожайности сбор сахара резко увеличивается. Так, в опытах на Валуйской опытной станции в среднем за четыре года были получены такие результаты: без орошения урожайность корнеплодов составила 102 ц/га, сахаристость — 22,3%, собрано сахара — 22,8 ц/га, а при поливах с поддержанием влажности почвы на уровне 70 % полевой влагоемкости урожайность достиг­ла 547 ц/га, сахаристость уменьшилась на 3,5 % (была 18,8 %), но сбор сахара достиг 102,9 ц/га, т. е. увеличился на 80,1 ц/га.

Имеется много примеров, когда под влиянием орошения сни­жается содержание протеина в зерне пшеницы, кукурузы и других культур. В таких случаях причиной снижения качества продукции является низкий уровень обеспеченности растений элементами ми­нерального питания, а не орошение.

Источник

Влияние орошения на почву, микроклимат орошаемой территории, на развитие растений и урожайность сельскохозяйственных культур. 1 страница

Орошение влияет на физическое состояние почвы, а также на химичес­кие и микробиологические процессы, происходящие в ней. Под действием поверхностного орошения комковатая структура почвы частично раз­рушается, на ее поверхности образуется корка, водопроницаемость почвы уменьшается. При увлажнении внутрипочвенными капиллярными токами, комковатая структура почвы сохраняется. Поэтому следует от­давать предпочтение внутрипочвенному орошению и поливу по бороз­дам. Дождевание при малой интенсивности дождя также не разрушает структуру почвы.

Фильтрующаяся вглубь вода вымывает илистые частицы из верхних слоев почвы и выносит их в нижние слои, что приводит к образованию на некоторой глубине уплотненного слоя с плохой проницаемостью для воды, воздуха и корней растений.

Растворенные и взвешенные в оросительной воде вещества влияют на повышение плодородия почвы. Орошение ускоряет перевод в доступную растениям форму тех питательных веществ, которые находятся в почве в нерастворенном виде.

При орошении изменяется тепловой режим почв: теплоемкость их повышается, а так как при испарении влажные почвы больше охлажда­ются, то в жаркое время года орошаемые почвы холоднее неорошаемых, а в холодное время — теплее. Орошение, изменяя физические и частич­но химические свойства почв, превращает неплодородные или недоста­точно плодородные почвы в высокоплодородные. Влияние орошения сказывается на биологическом режиме почвы: увеличивается жизнедея­тельность почвенных бактерий, поселяются новые виды бактерий, землерои и термиты сменяются червями. Осенние поливы способствуют вымо­раживанию зимующих в почве вредителей.

Из оросительных вод выпадают наносы, которые образуют новые поч­вы. Например, в старых орошаемых районах Средней Азии на давно орошаемых землях образовался искусственный слой новой почвы мощ­ностью в несколько метров.

Орошение заметно влияет на климат приземного слоя воздуха: воз­дух становится более прохладным и влажным, что в засушливых усло­виях улучшает рост растений. При орошении растения, как правило, имеют большие размеры. Следовательно, сильнее проявляется их тор­мозящее действие ветру, и в результате в приземном слое уменьшается скорость ветра. Особенно благоприятное влияние на микроклимат при­земного слоя воздуха оказывает дождевание.

На развитие растений и урожай орошение влияет двумя путями: непосредственно снабжая растение влагой и питательными веществами и косвенно — через почву и микроклимат.

При орошении улучшается и качество урожая, повышается содержание углеводов в органах растений. Так, при оптимальном увлажнении процентное содержание сахара в корнях свеклы увеличивается. Умерен­ное орошение винограда, яблони, клубники, вишни, персиков, сливы так­же повышает сахаристость плодов, и общее количество сахара сильно увеличивается в результате большого повышения урожая. Процентное содержание жира заметно повышается при поливах подсолнечника, кун­жута, сои, клещевины.

Оросительные системы. Оросительной системой называется совокуп­ность орошаемых участков, сооружений, механизмов и различного обо­рудования для забора воды из источника орошения, транспортирования ее до орошаемых площадей и проведения поливов.

По способу забора воды из источника орошения различают ороси­тельные системы самотечные и с механическим водоподъемом. Самотеч­ные системы применяют, когда отметки поверхности орошаемого массива меньше отметок поверхности воды в источнике орошения и вода на полив идет самотеком. Системы с механическим водоподъемом устраи­вают в тех случаях, когда отметки поверхности орошаемой территории больше отметок поверхности воды в источнике и, следовательно, необ­ходим механический водоподъем для подачи воды на орошаемую пло­щадь.

По геоморфологическим условиям оросительные системы делятся на три основных типа: предгорный, долинный и системы водораздельных равнин и плато. Плановое расположение каналов в перечисленных ти­пах различное. Системы предгорного типа преимущественно устраивают в Средней Азии, системы долинного типа — в бассейнах крупных рек (например, Волги, Терека), системы водораздельных равнин и плато — в Заволжье и в степных и лесостепных районах Украины.

В зависимости от сельскохозяйственного направления орошаемых районов существует четыре типа оросительных систем:

— системы хлопковых районов;

— системы районов плодоовощного направления;

— системы преимущественно зернового направления.

Для землеустроителей это деление систем важно потому, что каждый тип имеет свои особенности не только в плановом расположении кана­лов, но и в организации орошаемой территории, организации труда и механизации сельскохозяйственного производства.

По конструкции оросительные системы бывают трех типов:

1) открытые, состоящие из каналов или лотков;

2) закрытые, состоящие из напорных или безнапорных трубопроводов,

большей частью заложенных в земле;

3) ком­бинированные, в которых основные крупные каналы делают

открытыми, а мелкие заменяют водоводами напорного типа.

Открытые системы ме­нее совершенны, но в настоящее время наиболее распространены.

По производственной мощности различают три группы (категории) оросительных систем:

1) с головным забором воды более 100 м 3 /с или с суммарным голов­ным забором более 150 м 3 /с; с водохранилищем объемом более 500 млн.м 3 — с площадью орошения больше 60 тыс. га;

2) с головным водозабором 50-—100 м 3 /с или с суммарным головным водозабором 100—150 м 3 /с; с водохранилищем объемом 250—500 млн. м 3 ; с гидроузлом расходом более 100 м 3 /с; с площадью орошения 30—60 тыс. га. В эту группу входят и эксплуатационные районные производственные участки с площадью орошения более 30 тыс. га;

3) с головным водозабором до 50 м 3 /с или с суммарным головным во­дозабором до 100 м 3 /с; с водохранилищем объемом до 250 млн. м 3 ; с гид­роузлом расходом меньше 100 м 3 /с.

В третью группу включают и системы с площадью орошения до 30 тыс. га.

Вопросы для повторения:

1.Что такое орошение?

3.Что изменяется при орошении земель?

4.Типы оросительных систем.

5.Конструкции оросительных систем.

6.Производительность оросительных систем.

Глава 7 Виды, способы и техника поверхностного орошения

7.1 Основные способы орошения

Орошение может быть регулярным или правильным, когда вода на поля подается непрерывно или несколько раз в течение вегетационного периода и однократно действующим, при котором вода подается только один раз в году – во время весенних или летних паводков (паводковое или лиманное орошение).

Основным видом орошения является увлажнительное, задача которого- поддержание необходимой растениям влажности почвы.

Для увлажнения почвы используют самотечное поверхностное орошение, дождевание, подпочвенное и капельное -аэрозольное орошение. Способы полива и техника их проведения должны соответствовать определенным требованиям:

— обеспечивать равномерное увлажнение корнеобитаемого слоя на всем поле без поверхностного сброса воды и глубинных утечек;

— не разрушать структуру и не допускать эрозии почвы;

— не создавать препятствий для механизаций сельскохозяйственных работ;

-обеспечивать высокую производительность труда при поливах с минимальными затратами энергии и материалов.

Самотечное поверхностное орошение – это полив по бороздам и полосам и поливы затоплением. Полив напуском по полосам применяется при орошении культур ускоренного сева (зерновых трав). По бороздам поливаются преимущественно пропашные культуры, но этот способ широко используется и для полива культур узкорядного сева. Полив затоплением применяется при орошении риса, промывке засоленных земель, влагозарядковых поливах и при лиманном орошении.

В условиях Астраханской области применяется полив затоплением кормовых культур и риса, и комбинированный способ (поверхностный и дождевание) при поливе овощных культур.

Наиболее совершенный способ искусственного увлажнения почвы — дождевание, при котором вода подается на поля в виде дождя. По мере увеличения энерговооруженности сельского хозяйства, внедрения производительных дождевальных машин и развития орошения в районах периодической засушливости и в Нечерноземной зоне РСФСР дождевание получает все более широкое распространение. В настоящее время дождевание основной способ полива в РФ. Построено много систем и участков с автоматизированными системами дождевания, позволяющими полностью освободиться от ручного труда при поливах. Применяется и противозаморозковое дождевание.

По бороздам и полосам в основном поливаются культуры в старых районах орошения (Средняя Азия) и в районах острозасушливых, где требуются большие поливные нормы, при которых дождевание экономически неэффективно. Но эти способы полива непрерывно видоизменяются и совершенствуются: применяются поливы по удлиненным бороздам и полосам, поля повсеместно планируются, используются поливные трубопроводы и приспособления для подачи воды в борозды, совершенствуется временная оросительная сеть, применяются поливные машины. Поливные трубопроводы и машины позволяют почти полностью механизировать самотечные поверхностные поливы.

В связи со сложным микрорельефом в Астраханской области поливы по полосам и бороздам практически не применяются.

Внутрипочвенное и капельное орошение используются на небольших площадях для полива садов, виноградников, овощей. Внедрение их сдерживается из-за высокой стоимости строительства систем, но они обладают рядом достоинств перед другими способами.

В жарких районах эти способы орошения дают большую экономию воды. Кроме того, они позволяют производить автоматизированные поливы.

Один из способов внутрипочвенного орошения – орошение путем регулирования уровня грунтовых вод. Применяется в системах двустороннего действия (оросительно – осушительных).

7.2 Характеристика способов и техники поверхностного орошения

Поверхностное орошение – вода поступает непосредственно на поверхность почвы и распределяется по поливному участку вертикально сплошным слоем. При поливе по полосам и чекам затопления она поступает в почву гравитационным путем или в боковом и вертикальном направлении отдельными струями впитывается главным образом по капиллярам (полив по бороздам).

Поверхностное орошение применяют: при орошении большими поливными нормами (800 -1000 м³/га) и оросительными нормами на засоленных почвах, требующих промывки, в районах с сильными ветрами, на спланированной поверхности полей при благоприятных уклонах с водонепроницаемыми почвами.

Полив по бороздам применяют на землях с уклонами от 0,001 до 0,05. При большем уклоне вода размывает борозды, смывает почву и вызывает ее эрозию. Расход воды, подаваемый в одну борозду 0,1 – 0,3 л/с и более.

Полив по полосам применяют для орошения сельскохозяйственных культур сплошного сева (зерновые травы). На спланированных участках при уклонах поверхности земли поперечных – не более 0,002.

Полив затоплением применяется для орошения риса и трав, как влагозарядковый полив и для промывки засоленных земель. Он наиболее прост и приемлем на землях с небольшим (I о С. Аэрозольное орошение снижает температуру растений на 6 — 12 о С. Этот прием резко увеличивает урожайность сельскохозяйственных культур, улучшает качество продукции и сокращает потери воды. Аэрозольное орошение используют также для предотвращения гибели урожая при суховеях, как на орошаемых, так и на богарных землях в степной зоне. Технические средства для аэрозольного орошения созданы на базе ряда дождевальных машин, туманообразующих устройств с использованием энергии воздушного потока, стационарных систем.

Вопросы для повторения:

2.Требования к способам и технике полива.

3.Способы и техника полива.

4.Характеристика поверхностного способа полива.

5.Применяемый полив в Астраханской области.

6.Механизация поверхностного полива.

8.Дождевальные машины и агрегаты.

Глава 8 Водопотребление оросительной системы

8.1 Режим орошения (поливные режимы) сельскохозяйственных культур

Для обеспечения растений водой в необходимом количестве и во все фазы его развития надо орошением поддерживать оптимальную влажность в корнеобитаемом слое почвы. Величина оптимальной влажности почвы изменяется для одного и того же растения во времени и зависит от вы­ращиваемой культуры, механического и физического состава почвы, от климатических и погодных условий и других факторов.

Вода из почвы постоянно расходуется на испарение с поверхности почвы и на транспирацию. Поэтому чтобы поддержать в почве оптимальную влажность для различных культур, оросительная система должна непрерывно подавать воду в почву в требуемом количестве.

Чем меньше отклоняется влажность почвы от оптимальной, тем больше удовлетворяется потребность в воде. Чем больше запас воды в почве вначале вегетации, тем меньше требуется давать поливов в период вегетации.

В условиях орошения водный, воздушный, питательный и тепловой режимы почвы регулируют не только поливами, но и применением системы минеральных и органических удобрений и обработки почвы, внедрением рациональных севооборотов.

Запасы воды в почве выражают в м 3 на 1 га и определяют двумя путями: в процентах от веса сухой почвы и в процентах от пористости почвы.

Водопотребление сельскохозяйственных культур определяется продолжительностью всех фаз развития растений, условиями внешней среды (световой, температурный, водный, питательный, воздушный режимы), биологическими особенностями и сорта культуры.

Режим орошения сельскохозяйственных культур — это совокупность числа, сроков и норм полива. При проектировании режима орошения определяют суммарное водопотребление (испарение), оросительные и поливные нормы, сроки и число поливов каждой культуры севооборота, составляют график гидромодуля и согласовывают режим орошения с режимом водоисточника.

Запроектированный режим орошения должен обеспечивать в почве оптимальный водный, воздушный и связанных с ними питательный и тепловой режимы, не допускать подъема уровня грунтовых вод и засоления почвы.

8.2 Поливные и оросительные нормы

Один из основных вопросов, которые решаются при проектировании оросительной системы — установление её водопотребления. Это означает, что необходимо определить, какие расходы и в какое время они будут забираться в систему из водоисточника орошения и как вода будет распределяться во времени между отдельными каналами системы. Помимо расходов, необходимо знать также суммарный объем воды, который будет забирать система в течение вегетационного периода и в другое время года.

Водопотребление системы зависит от поливных режимов с/х культур, их состава, размеров орошаемой площади и КПД каналов системы.

Для наилучшего развития растений в почве необходимо поддерживать определенную оптимальную влажность. Значение её примерно равны (%ПВ):

· для зерновых злаковых культур 40-50,

· для зернобобовых 50-60,

· для корнеплодов 60-70,

· для многолетних трав 70-80.

Чем чаще проводятся поливы, тем точнее регулируется водный режим почвы. Оросительная норма при периодическом увлажнении разделяется на поливные нормы. Поливной нормой называется количество воды, которое подается на 1га площади, занятой данной культурой, за один полив. При установлении поливных норм исходят из положения, что при поливах должен увлажняться только активный слой почвы и содержание влаги в нем не должно превышать наименьшую влагоёмкость.

Таким образом, предельные значения поливных норм рассчитывают по формуле:

где: W_HB — количество воды в активном слое, соответствующего его

W_нач — запас воды в почве перед поливом.

Средние поливные нормы получаются равными 500-800 м 3 /га. При самотечных способах полива равномерное увлажнение почвы по площади можно обеспечить только при нормах порядка 500-600м 3 /га, а при дождевании 200-500 м 3 /га.

Сумма поливных норм равна оросительной норме, т.е. М = Σm

Оросительная норма — это количество воды, которое необходимо подать на 1га поливной площади, занятой данной культурой, за весь оросительный период.

В общем виде оросительная норма М (м 3 /га) определяется следующим уравнением:

где: М_о — количество воды, расходуемое полем за вегетационный период,

А — активный запас влаги в почве к началу посева, м 3 /га;

С — запас влаги в почве к концу вегетационного периода, м 3 /га;

Р — сумма осадков за период вегетации, м 3 /га;

К — коэффициент использования осадков;

В — количество воды, поступающей в активный слой почвы из

грунтовых вод, м 3 /га.

б — коэффициент использования воды на полях, учитывающий слой и

Суммарный расход воды полем, занятым культурой равен:

где: М_тр и М_ис – расход воды соответственно на транспирацию и испарение.

Суммарное испарение М_о (м 3 /га) приближенно можно найти по зависимости:

где: К_в – коэффициент водопотребления или затраты воды на получение

центнера урожая, м 3 /ц;

у — урожайность, ц/га.

Значение К_в устанавливается по данным ближайших опытно-мелиоративных станций.

8.3 Виды поливов

— вегетационные, восстанавливающие запасы влаги по мере их расходования;

— влагозарядковые, применяемые обычно в районах недостаточного увлажнения для создания запасов влаги к началу вегетационного периода, проводят в осенне-зимний или ранневесенний период увеличенными поливными нормами;

— предпосевные, обеспечивающие увлажнение почвы перед посевами.

Поливные нормы всех этих поливов включаются в оросительные нормы.

Кроме того, на засоленных землях, с целью удаления солей из почвы применяют промывные поливы, нормы которых не включаются в оросительные нормы.

Продолжительность поливов определяется допустимыми агротехническими сроками. Хотя с точки зрения агротехники поливы той или иной культуры желательно проводить в возможно сжатые сроки, все же продолжительность поливов 10-15 суток считается допустимой.

Продолжительность невегетационных поливов может быть значительно больше.

8.4 Выбор расчетных поливных режимов

За расчетный рекомендуется принимать среднесухой год с 95% — ной обеспеченностью осадками. При установлении оросительных и поливных норм и сроков поливов могут использоваться эмпирические по данным практики в аналогичных условиях, полуэмпирические (при помощи расчетов по формулам) и теоретические методы. Наиболее надежными и достоверными считаются эмпирические методы. Расчетные режимы уточняют по климатическим прогнозам и опыту эксплуатации систем в аналогичных условиях на данный календарный год.

8.5 Орошаемая площадь системы

Вся площадь в установленных границах оросительной системы называется валовой площадью F_вaл. Границы оросительной системы определяются естественными условиями или же устанавливаются при проектировании на основании анализа водных ресурсов в источнике орошения и земельных ресурсов в бассейне этого источника. Валовая площадь состоит из неорошаемой площади и орошаемой площади брутто.

В неорошаемую включают площадь всех земель, пригодных и непригодных для сельскохозяйственного использования, полив которых или не производится, или не предусматривается проектом.

Орошаемая площадь брутто, в свою очередь, разделяется на орошаемую площадь нетто и площадь отчуждений:

Орошаемую площадь нетто называют поливной площадью. К ней относят земли, занятые под пашню, насаждения, усадьбы и др., на которых почва искусственно увлажняется. В площадь отчуждений включаются земли, отводимые под дороги, каналы, сооружения, постройки, лесные полосы неорошаемые) и др. Площадь пашен, сенокосов, насаждений, получающие дополнительное увлажнение независимо от оросительной системы (например, лиманы непосредственного наполнения), также относится к орошаемым землям, но учитывается отдельно.

Дата добавления: 2015-09-18 ; просмотров: 8000 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник