Влияние орошения на качество урожая – Водный режим

Регулирование водного режима почвы и растений при орошении

Водный режим и продуктивность растений при орошении

Водные свойства и водный режим почвы в условиях орошения

Лекция 5

1.Водный режим почв – это изменения во времени общего и послойного содержания влаги в почве. Он зависит от климатических, почвенных, гидрологических, хозяйственных, агротехнических и других условий. Вместе с тем, водный режим почвы оказывает влияние на все остальные режимы: воздушный, тепловой, питательный, солевой и др. Он поддается типизации.
В зависимости от соотношения приходящих осадков и расходуемого испарения различают 6 типов водного режима почв:
1. Мерзлотный тип водного режима наблюдается там, где распространена многолетняя мерзлота. Характеризуется постепенным оттаиванием почвы сверху вниз, над мерзлым слоем образуется водоносный горизонт-мерзлотная почвенная верховодка. Содержащаяся в ней влага расходуется на испарение. Осенью почва сверху замерзает, причем мерзлота смыкается с вечномерзлотным слоем. Мерзлотный тип встречается в таежно-лесной зоне.
2. Промывной тип водного режима отмечается в областях, где средняя годовая сумма осадков превышает среднюю годовую испаряемость. При этом режиме характерно ежегодное (одно-или многократное) сквозное промачивание почвенно-грунтовой толщи до грунтовых вод (преимущественно весной, во время снеготаяния).
Промывной тип характерен для таежно-лесной зоны, где средняя годовая сумма осадков превышает среднюю годовую испаряемость и почва ежегодно (преимущественно весной) во время снеготаяния промывается до грунтовых вод.
3. Периодически промывной тип водного режима наблюдается в областях, где средняя годовая сумма осадков приблизительно равна средней испаряемости. Для него характерно не ежегодное сквозное промывание почвенно-грунтовой толщи (обычно однократное).
Периодически промывной тип встречается в лесостепной зоне на серых лесных почвах, черноземах оподзоленных и выщелоченных. Промывание толщи почв происходит периодически.
4. Непромывной тип водного режима распространен там, где средняя годовая сумма осадков существенно меньше средней испаряемости. Почва не промачивается до грунтовых вод, на некоторой глубине формируется мертвый горизонт с постоянностью, близкой к влажности завядания растений. Промывание почвенной толщи происходит лишь на некоторую глубину (1-2 м), ниже залегает непромачиваемый слой с постоянной низкой влажностью. Промываемый горизонт к осени обычно иссушается до влажности завядания.
Этот тип водного режима распространен в степной и пустынно-степной зонах. Непромывной тип водного режима характерен для черноземов степей, каштановых и бурых почв, сероземов.
5. Выпотной тип водного режима создается в областях, где годовая испаряемость значительно превышает годовую сумму осадков и близко к дневной поверхности подходят грунтовые воды. В связи с этим здесь грунтовые воды поднимаются к поверхности и частично испаряются. Если грунтовые воды засоленные, неизбежно засоление почвенной толщи солями, которые содержатся в грунтовых водах.
6. Деструктивно-выпотной тип водного режима близок к выпотному, но грунтовые воды и их капиллярная кайма залегают глубже. Расход воды из них идет путем потребления влаги из капиллярной каймы корнями растений.
Типы водного режима в значительной степени зависят от растительности, обусловливающей испарение значительной части влаги из почвы, рельефа, влияющего на перераспределение атмосферных осадков на поверхности почвы, и механического состава материнских пород, от которых зависит водопроницаемость и влагоемкость.

2. Для обеспечения растения водой в нужном количестве во все фазы его развития надо орошением поддерживать оптимальную влажность в корнеобитаемом слое почвы. Оптимальная влажность почвы изменяется для одного и того же растения во времени и зависит от выращиваемой культуры; механического и химического состава почвы, климатических и погодных условий и от других факторов.

Вода из почвы постоянно расходуется на испарение с ее поверхности и на транспирацию. Поэтому, чтобы поддерживать в почве оптимальную влажность для различных культур, оросительная система должна непрерывно подавать воду в почву в требуемом количестве. Практически это оказывается возможным только с устройством автоматической подачи воды в почву при импульсном и капельном орошении.

При поверхностном поливе и поливе дождеванием запасы воды в почве пополняются периодически, прерывисто; во время полива вода аккумулируется в почве, а после полива расходуется растениями.

До полива влажность почвы должна быть не ниже критической, то есть растения не должны страдать от недостатка воды, а после полива — не выше наименьшей влагоемкости, чтобы к растениям поступал воздух.

Статья по теме: Шавтхила - сорт винограда

Первый полив начинают раньше наступления критической влажности почвы. Дату ее наступления определяют путем деления запасов легкодоступной (эффективной) влаги в расчетном слое почвы в день расчета на среднесуточное суммарное испарение.

Легкодоступный запас, влаги в почве Wэ равен: Wэ =Wф-Wврк, где Wф — фактический запас влаги в почве; Wврк — запас воды при критической влажности.

Фактическую влажность определяют с помощью влагомеров: тензиометров, нейтронных измерителей влажности почвы, а также термостатно-весовым методом. Чем меньше отклоняется влажность почвы от оптимальной, тем больше удовлетворяется потребность растений в воде и питании и тем выше урожай.

В условиях орошения водный, воздушный и питательный режимы почвы регулируют не только поливами, но и внесением минеральных и органических удобрений, своевременной обработкой почвы, внедрением рациональных севооборотов.

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.

Статья по теме: Колхозный - виноград

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.

Водный режим – Влияние способов выращивания на водный режим

Содержание материала

Из агротехнических приемов значительное влияние на водный режим виноградного растения оказывает прежде всего предпосадочная обработка. Глубина плантажа определяет в значительной степени (особенно в первые годы после посадки) расположение корневой системы винограда и накопление воды в корнеобитаемом слое почвы. Поэтому в более южных районах, как правило, применяют более глубокую плантажную обработку.
Своевременное устранение сорняков путем регулярной обработки почвы или же применения гербицидов также способствует сохранению влаги на виноградниках. Систематическая обработка виноградников гербицидами в последнее время вносит некоторые изменения в существующие представления о значении регулярного разрушения капилляров почвы в целях сохранения влаги. По данным болгарских и греческих исследователей обработка гербицидами не уменьшает содержания влаги в почве.
Большое влияние на водный режим виноградного растения оказывают густота посадки и система обработки. Как правило, в более северных районах размещают больше кустов на единицу площади, а в более южных увеличивают площадь питания каждого куста.
В соответствии с площадью питания находится система ведения кустов (формировка, обрезка), но, к сожалению, эти вопросы не разработаны экспериментально в достаточной степени. Все известные положения о взаимосвязи между площадью питания и водным режимом, с одной стороны, и между формировкой и поглощением и расходованием воды — с другой, основаны на эмпирических наблюдениях и не имеют научного обоснования.

Больше сведений имеется в литературе по вопросу о влиянии подвоев на водный режим винограда. В этом отношении заслуживает внимания обзор Spiegel и Bravdo (1964). Несмотря на это, следует отметить, что вопрос о влиянии способов выращивания на водный режим не разработан, поэтому следует расширить исследования в этой области.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Многочисленные исследования водного режима виноградного растения, выполненные разными исследователями в разнообразных природных (нередко контрастных) условиях, позволили установить некоторые особенности водного режима в зависимости от внутренних и внешних факторов.
В пору достаточно высокого содержания влаги в почве (обычно весной и ранним летом) по многим физиологическим показателям не наблюдается больших различий в поведении виноградных растений, культивируемых на орошаемых и неорошаемых участках. Повсюду растения показывают максимальную насыщенность тканей водой и их высокую тургесцентность, хорошее проветривание листьев и поддержание у них температурного оптимума, слабое развитие водоудерживающей способности и, соответственно, наиболее активный водообмен. Все это обусловливает высокую интенсивность большинства физиолого-биохимических процессов, обеспечивающих активный рост, благоприятное развитие и повышенную продуктивность растений.
В связи с прогрессирующим нарастанием напряженности атмосферных факторов (инсоляции, температуры, сухости воздуха) начинают постепенно сказываться различия в степени влагообеспеченности растений.
Физиологические отправления растений становятся все более и более неодинаковыми. При этом на участках с достаточным и устойчивым водоснабжением кустов интенсивность ряда физиологических процессов у них в продолжение многих месяцев и до конца вегетационного периода остается на высоком уровне в отличие от растений тех виноградных участков, на которых кусты испытывают недостаток почвенной влаги и где засушливая обстановка коренным образом изменяет поведение растений. Важно отметить, что, несмотря на это, величина водного дефицита в листьях как орошаемого, так и неорошаемого винограда сравнительно невелика. Объясняется это слаженной работой хорошо развитых вододобывающей и водопроводящей систем, дополняемой деятельностью регулирующих транспирацию механизмов.
На многие стороны водного режима растений большое влияние оказывают не только внешние, но и внутренние причины. Так, например, в тканях листьев и побегов орошаемого и неорошаемого винограда на протяжении вегетационного периода происходит заметное уменьшение содержания воды. Еще более значительные изменения претерпевает водоудерживающая способность тканей, закономерно возрастающая к концу периода вегетации. Все эти изменения вызываются, главным образом, причинами внутреннего характера, связанными с возрастными изменениями свойств биоколлоидов, хотя и они в основе своей обусловлены внешними факторами, ибо выработаны в процессе формирования вида как приспособления к определенному ходу внешних условий.
Виноградное растение обладает совершенной системой регуляции водного режима, направленной на установление равновесия между поступлением воды и тратой ее на испарение, на водоотдачу в изменившихся условиях. Такая регуляция, осуществляемая на разных уровнях организации растения и строго координируемая в масштабе целого организма, в основе своей определяется свойствами протоплазмы, преимущественно изменениями в состоянии, составе, структуре и соотношении компонентов белкового комплекса клеточной системы.
Одним из проявлений приспособительного метаболизма растения следует считать изменения водоудерживающей способности тканей к обезвоживанию, ибо напряжение любого внешнего фактора (недостаток влаги, сухость воздуха, жара, мороз, почвенное засоление) оказывает на растение прежде всего обезвоживающее воздействие. Формирование устойчивости растения к усилению внешнего агента сопровождается повышением водоудерживающей способности тканей, что позволило многим авторам рекомендовать этот признак (в той или иной форме выражения) для диагностики сортовой устойчивости виноградного растения к засухе и морозу.
Длительное или очень сильное напряжение внешних факторов может превысить пределы приспособительных возможностей растения и вызвать неоправданное в таких условиях и опасное для растения ослабление водоудерживающих сил с последующим нарушением жизненных функций растения. Так, при длительной и сильной засухе богарные растения довольно быстро теряют способность к регуляции водообмена, следствием чего оказывается обеднение тканей водой, снижение их тургесцентности, расстройство дыхания, ослабление ассимиляционной активности листьев, резкое уменьшение продуктивности фотосинтеза и в результате — ограничение ростовых процессов и низкая урожайность кустов.
Степень обеспеченности растений почвенной влагой сильно сказывается также на концентрации клеточного сока, осмотическом давлении, сосущей силе и поведении устьичного аппарата. Вызванное засухой сужение, а в дневные часы полное закрывание устьичных щелей приводит к резкому ухудшению проветривания листьев, к сокращению интенсивности транспирации и фотосинтеза.
Некоторые из показателей водного режима виноградных кустов особенно четко отражают изменения условий водоснабжения растений и являются хорошим критерием состояния их водообеспеченности. Они, по-видимому, могут служить достаточно точными и эффективными физиологическими индикаторами потребности растений в воде, а также надежными сигнализаторами сроков полива виноградных насаждений. К таким индикаторам следует прежде всего отнести сосущую силу, концентрацию клеточного сока листьев, осмотическое давление и степень зияния устьичных щелей. Какой из них окажется наиболее приемлемым для оценки потребности виноградных насаждений в орошении, должны определить специально поставленные опыты с применением различных схем орошения.
Значительное влияние оказывает орошение на рост и урожайность виноградных кустов. По данным многих исследователей в разных районах мира повышение урожая под влиянием 2—3 -кратных вегетационных поливов находится в пределах 20—40%. Эффективность орошения возрастает в местностях с более засушливым климатом и в годы, отличающиеся наибольшей засушливостью. Увеличение урожая под влиянием орошения происходит в основном
за счет повышения коэффициента плодоношения и укрупнения объема и веса ягод и гроздей.
Качество урожая в условиях орошения в зависимости от ряда обстоятельств может улучшаться или же ухудшаться. Этот вопрос требует дальнейшего изучения, причем его следует решать в конкретных условиях района с учетом метеорологических особенностей года и применяемой агротехники.