упражнение 1. Упражнение 1 (1). Требуется a) рассчитать поливные и оросительные нормы, число и сроки поливов сельскохозяйственных культур севооборотного участка (см приложение 1)
 Скачать 31.65 Kb.
|
|
1. РАЗРАБОТКА РЕЖИМА ОРОШЕНИЯ Требуется: a) рассчитать поливные и оросительные нормы, число и сроки поливов сельскохозяйственных культур севооборотного участка (см. приложение 1); б) построить неукомплектованный и укомплектованный графики их поливов. При выполнении упражнения следует пользоваться учебником [1] или [4]. Методические советы к упражнению 1 Оросительной нормой называют количество воды в м3 на 1 га, которое дается всеми поливами за оросительный период. Оросительная норма может быть проектной (рассчитывается в проектах), плановой (принимается при составлении внутрихозяйственных планов водопользования) и эксплуатационной (оперативной), или фактической (фактически поданное количество оросительной воды за оросительный период в м3/га). В дальнейшем будем рассматривать проектную оросительную норму, ее же называют дефицитом водного баланса. Так как оросительная норма дается поливами, то она равна сумме поливных норм всех поливов: Mор= ∑m м3/гa. (1) Поливная норма m вегетационного полива равна: m= 100 hr (γнв – γ0) м3/га, (2) где h - глубина активного слоя почвы, м; r - объемная масса почвы в расчетном слое, т/м3; γнв - влажность почвы при наименьшей влагоемкости, %; γ0- влажность почвы перед поливом или нижний порог оптимальной влажности почвы, равный а Унв, (а принимается по приложению 9), В расчетах h можно принять для зерновых культур и кукурузы 0,7 м, для овощных 0,5; для люцерны и хлопчатника-0,8; для садов-1, для сахарной свеклы-0,6 м. Объемную массу следует принять по приложению 7. Например, для яровой пшеницы на среднесуглинистых почвах m= 100*0,7*1,4 (24,0-16,8) = 705 м3/га. При снижении влажности почвы ниже оптимальной (минимально допустимой) урожай всех сельскохозяйственных культур значительно снижается. Чем выше предполивная влажность, тем выше урожай. Поэтому поливать лучше меньшими поливными нормами, но чаще, особенно при поливе дождеванием. При укомплектовании графика поливов сроки обычно смещают вправо и влево до 3 дней. За это время расход воды из почвы составит 100-200 м3/га и более, то есть 10-20% от поливной нормы. Поэтому рассчитанную поливную норму по формуле (1) рекомендуется уменьшить на 10-20% и округлить ее до 50 или 100 м3/га. В этом случае очередной полив назначают раньше, чем фактическая влажность опустится до предполивной, а при смещении сроков полива вправо до 3 дней срок полива не опустится ниже этой влажности. Расчеты поливных норм всех культур сводят в табл. 2. Таблица 2 Расчет поливных норм
Влагозарядковые поливы обязательны под озимые культуры. Проводят их за 57 дней до посева. В среднесухие и остроухие годы (75-95% обеспеченности осадков) влагозарядковые поливы также проводят в садах и на люцерне. Под кукурузу и культуры позднего срока посева (просо) влагозарядковые поливы проводят весной до посева нормой, обеспечивающей увлажнение активного слоя почвы до наименьшей влагоемкости. Осеннюю влагозарядку не проводят на легких почвах и при близком залегании грунтовых вод. При выращивании люцерны под покровом яровых (яровая пшеница +люцерна) режим орошения считают для яровой пшеницы, а после ее уборки для люцерны. Приложение 9 Предполивная влажность в активном слое почвы (в долях от наименьшей влагоемкости)
Данные: Тип почвы – Южный глинистый солонцеватый чернозем h=30 см r=1,12 т/м γнв=31 % m= 100 hr (γнв – γ0) м3/га γ0=α* γнв Хлопчатник γ0 = 0,70*31 =21,7 m = 100*1,12*30 (31 -21,7) = 31248 м3/га Зерновые γ0 = 0,70*31 =21,7 m = 100*1,12*30 (31 -21,7) = 31248 м3/га Овощные γ0 = 0,75*31= 23,25 m = 100*30*1,12 (31 -23,25) = 26040 м3/га Кукуруза γ0 = 0,70*31 =21,7 m = 100*1,12*30 (31 -21,7) = 31248 м3/га Корнеплоды γ0 = 0,70*31 =21,7 m = 100*1,12*30 (31 -21,7) = 31248 м3/га Картофель γ0 = 0,65*31 =20,15 m = 100*1,12*30 (31 -20,15) = 36456 м3/га Плоды-ягоды γ0 = 0,70*31 =21,7 m = 100*1,12*30 (31 -21,7) = 31248 м3/га Многолетние травы γ0 = 0,70*31 =21,7 m = 100*1,12*30 (31 -21,7) = 31248 м3/га  Определение сроков полива Очень важно на орошаемых землях не снизить влажность почвы ниже оптимальной до первого полива. Поэтому расчетами определяют последний день каждого полива, то есть, когда влажность почвы снизится до допустимой, а зная продолжительность полива, определяют и первый день (начало) полива. Рассмотрим пример расчета суммарного испарения, дефицита водного баланса (оросительной нормы) и сроков поливов яровой пшеницы на остросухой год (табл. 3) для условий совхоза «Энгельский» Энгельского района Саратовской области. Грунтовые воды залегают на 18 м. Строки 1, 2, 3, 4 выписываются из климатических справочников или из приложений 13, 14, 15. Строка 6 равна произведению строк 3*4, например, 136*1,24 = 168. Биоклиматический коэффициент (строка 8) выписывается из приложений 5, 6. Суммарное испарение Е сельскохозяйственных культур за период вегетации для Европейской части СССР равно: E=βK * ∑d мм, (3) где β - климатическая поправка, равная в среднем 0,85; ∑d – сумма, среднесуточных дефицитов влажности воздуха в миллибарах для остросухого года на ближайшей метеостанции *; К - биоклиматический коэффициент, мм/бар. Желательно пользоваться региональными коэффициентами, например. приложение 6, а при отсутствии можно принять из приложения 5. Данные: Томаты 45-65 суток 9 апреля – 8 июня, весь период составляет 60 дней. Таблица 3 Расчет периода испарения, дефицита водного баланса и полива томата в год острой засухи.
Для культур, не указанных в приложении 5, коэффициент K может быть принят аналогично посевам, для которых начало и конец вегетационного периода совпадают или очень близки. В приложении 5 приведены значения K в зависимости от суммы среднесуточных температур, умноженных на коэффициент приведения C=L:12, где L-астрономическая длина светового дня в часах, изменяющихся в широтном направлении (приложение 4). Суммарное испарение и дефицит водного баланса определают за каждую декаду, затем суммируют и представляют нарастающим итогом от начала до конца периода оптимального водоснабжения (см. табл. 3). За конец периода оптимального водоснабжения растений принимают: для зерновых культур и кукурузы - наступление войсквой спелости зерна; для картофеля весенней посадки - начало увядания ботвы; для сахарной свеклы - конец первой половины интенсивного сахаронакопления; для томатов - конец массовых сборов. Пример расчета общего испарения, дефицита водного баланса и сроков полива яровой пшеницы представлен в таблице 3. Сухой год получается из наблюдений на близлежащих метеостанциях. Если эти годы неизвестны, то они определяются следующим образом. За вегетационный период отчетной культуры фиксируют количество осадков в порядке убывания за последние 30 лет. Последний или предыдущий последний год будет сухим. В этом году записываются осадки, среднесуточная температура и влажность. Десятидневное суммарное испарение (строка 9) равно произведению величин в строках 2 и 8. Например, 161×0,2=32,2 мм. Строка 10 учитывает влагообмен (капиллярный поток и прямое использование воды корнями растений из слоев ниже 100 см). Для весенне - летних посевных культур коэффициент влагообмена равен 1 за первый квартал вегетационного периода, для второго - 0,95, для третьего - 0,90 и для четвертого-0,85; для люцерны второго и третьего года жизни-0,85, для озимого посева пшеницы-0,95 в одну треть вегетационного периода от начала вегетации до созревания, затем 0,90-во вторую треть и 0,85-в третью часть вегетационного периода. Следовательно, водный поток (строка 11) равен испарению из почвы (строка 0-100 см) (строка 9), минус осадки (строка 1) умноженный на коэффициент влагообмена (строка 10). Например, в первой декаде июня (69,3 -12) ×0,95 = 53,8 мм. Дефицит водного баланса, возникающий с нарастающим результатом в конце периода орошения, также называют нормой орошения. В таблице. 3 (строка 12) норма полива равна 399,8 мм или 3998 м3/га. Известно, что на орошаемых полях температура воздуха и дефицит влажности ниже, чем на неорошаемых. Поскольку метеоданные принимаются по метеостанциям, расположенным в божественных условиях, в расчетные величины общего расхода воды вносится климатическая поправка, равная в среднем 0,85 (строка 13). При этом скорость полива также уменьшается в 0,85 раза. При проектировании ирригационных систем и особенно при их использовании расчет времени каждого полива является очень важным вопросом. В таблице 3.(Строки 13-17) приведен пример этих расчетов. Эти расчеты основаны на водном балансе за каждую декаду периода орошения. Запасы воды в почве в конце декады: W = Wn+0-E+q м3 / га, (4) где Wк и Wн-запасы воды в почве на конец и начало декады, мм; O-осадки за расчетную декаду, мм; E-расход влаги из слоя почвы с климатической поправкой (0-100 см) (строка 13), мм; q-поступление грунтовых вод в предполагаемый слой почвы с их образованием. В нашем примере q= 0, потому что грунтовые воды залегают глубоко. Для определения сроков полива нужно знать запас воды при наименьшей влагоемкости, при минимально допустимой влажности в расчетном слое почвы и запас влаги на начала расчетного периода. В нашем примере на темно каштановых суглинистых почввах влажность при наименьшей влагоемкости (НB) Унв=24% от массы сухой почвы (приложение 6), объемная масса r= 1,4 т/м3. Запас воды в почве при НВ равен (примечание табл. 3): W=100 hr γнв = 100-0,7•1,4-24= 2352 м3/га, или 235 мм. По приложению 8 минимально допустимая влажность : γ0 = 0,7 • γнв = 0,7-24 = 16,8% Запас влаги в почве при этом составит: Wmin = 100*h*r* γ0= 100•0,7.1,4• 16,8= 1646 м3/га или 165 мм, а на начало вегетации: Wн = 0,9 Wнв = 0,9*2352=2106,8 м3/га немесе 211 мм. На конец первой декады мая (10/V) запасы воды в почве составит (строки(14)-(13) = (15)) 211-27,4= 183,6 мм. Такой же запас воды будет в начале следующей декады (11 / V). К концу второй декады запас воды равен 183,6-23,0=160,6 мм, что меньше минимально допустимого запаса, равного 165 мм. Следовательно, необходимо дать полив. День конца полива определяют по формуле: n = Wэ: P, дней (5) где Wэ = Wн-Wmin - запас эффективной (легкодоступной) влаги в почве, мм; P - расход влаги из почвы с климатической поправкой (графа !3) за день, мм. В нашем примере n = (183,6 -165) : (23: 10) = 8,1 суток. Следовательно, к 10 мая прибавляем 8 дней и получим 18 мая-последний день первого полива. Дата второго полива определяется так же: n2= (179,6-165) : (45,6:10) =3,2 суток. Следовательно, последний день второго полива будет 3 июня. Третий полив закончится 14 июня, четвертый 30 июня. Сроки поливов можно определять и графически по интегральной кривой дефицита водного баланса. Так определают сроки поливов всех культур севооборота. Для озимой пшеницы, люцерны и других зимующих культур в контрольной работе сроки поливов определяют после весеннего их отрастания. На начало их отрастания влажность почвы принимают равной наименьшей влагоемкости (HB), для ранних яровых культур-0,9 HB (на день посева), а для поздних яровых (просо, картофель летней посадки и др.) в условиях остроухого (расчетного) года дают предпосевной полив, после которого производят посев при влажности почвы, равной 0,9 НВ | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||