Розрахунок поливних норм сільськогосподарських культур

Строки поливів визначають за інтегральними кривим дефіцитів водоспоживання, розрахованими, наприклад, за біокліматичним методом А.М. та С.М. Алпатьєвих. Цей метод широко використовують в Україні та ряді інших країн для розрахунку проектних режимів зрошення в зв’язку з простотою, доступністю та досить високою достовірністю.

В основу методу покладена залежність водоспоживання сільськогосподарських культур від дефіциту вологості повітря. Залежність виражається формулою

, (3.8)

де Е – сумарне водоспоживання за будь-який час, мм; Sd – сума середньодобових дефіцитів вологості повітря за цей же період, мб; k_б – біологічний коефіцієнт (коефіцієнт біологічної кривої) – витрати вологи на одиницю дефіцитів вологості повітря, мм/мб.

Величина k_б змінюється для різних сільськогосподарських культур. Для однієї і тієї ж культури, цей коефіцієнт також змінюється на протязі вегетаційного періоду. Використання біологічного коефіцієнту в розрахунках дозволяє визначити водоспоживання тих чи інших сільськогосподарських культур з урахуванням біологічних особливостей.

Біокліматичні коефіцієнти в значній мірі залежить від рівня вологозабезпеченості грунту та збільшуються з її покращанням. Не дивлячись на простоту методу та добру сходимість результатів для певних умов, в ньому є ряд недоліків. Перш за все він не враховує змін рівня оптимального зволоження в діапазоні від найменшої вологоємкості до вологості розриву капілярного зв’язку. Крім того, визначені експериментальним шляхом водоспоживання та біокліматичні коефіцієнти справедливі тільки для конкретних агрокліматичних умов, тобто вони мають зональний характер. Для того, щоб можна було застосовувати цей метод для будь-яких умов, в ньому запроваджено ряд поправочних коефіцієнтів, які враховують ці умови.

Розрахунок інтегральних кривих дефіцитів водоспоживання ведуть в табличній формі (табл. 3.7).

Початок вегетації для багаторічних трав та озимих культур приймають з дня відновлення вегетації, що починається датою переходу середньодобових температур повітря через +5 °С весною. Для ярих культур початок вегетації приймають датою сівби. Так як дата сівби в проектних режимах зрошення не відома то можна прийняти дату переходу через:

- +5 °С для ранніх ярих;

- +7 °С для буряків (цукрових, кормових та столових);

- +12 °С для ранніх овочів та картоплі;

- +13 °С для кукурудзи.

Для розглянутого прикладу вегетація для ярого ячменю розпочнеться з першої декади квітня.

Для визначення ефективних атмосферних опадів mР, величину m можна прийняти в середньому для просапних і овочевих культур рівною 0,7, а для вузькорядних –0,6.

Поправочний коефіцієнт для приведення температури повітря до 12–годинної тривалості b визначають в залежності від географічної широти місцевості (додаток 3). Біокліматичний коефіцієнт k_б приймають для різних сільськогосподарських культур за сумами приведених середньодобових температур повітря SbSt (додаток 4). При цьому для ярих культур в період від сівби до сходів коефіцієнт біологічної кривої k_б з незатіненої рослинами поверхні ґрунту приймають 0,15 мм/мб при опадах менших 5 мм та 0,19 мм/мб – при випадінні опадів більше чим 5 мм.

Сумарне водоспоживання Е визначають за формулою (3.8).

Коефіцієнт вологообміну з нижче розташованими шарами ґрунту g, який враховує капілярне підживлення та безпосереднє використання вологи коріннями рослин із шарів, розташованих глибше розрахункового шару визначають в залежності від фази розвитку культури. Для ярових культур весь період вегетації розділяють на чотири частини: в першу четверть приймають g=1,00, в другу – g=0,95, в третю – g=0,90, в четверту – g=0,85. Для озимих культур вегетаційний період ділять на три частини: в перше третину приймають g=0,95, в другу – g=0,90, в третю – g= 0,85. Для багаторічних трав за весь період вегетації приймають g=0,85.

Мікрокліматичний коефіцієнт k_м, який враховує зміну погодних умов за рахунок зрошення визначають за табл. 3.8.

Таблиця 3.8

Внутрішньосезонна зміна мікрокліматичного коефіцієнта k_м

В різних природних зонах

Коефіцієнт капілярного підживлення близько розташованих підгрунтових вод визначають в залежності від їх глибини залягання, механічного складу ґрунту та агрофону. Визначають кількість використаних підгрунтових вод, якщо їх рівень залягання менше 3 м. Так як, в курсовому проекті глибина залягання підгрунтових вод більше 3м, то приймають k_гр=0. Тоді і W_гр=0.

Дефіцит водоспоживання розраховують за формулою

. (3.9)

За декадними дефіцитами водоспоживання D розраховують їх значення наростаючим підсумком (SD, мм) за якими будують інтегральну криву дефіциту водоспоживання (рис. 3.1).

Подальші розрахунки строків поливів проводять графічним методом (див. рис. 3.1). По осі абсцис (х) відкладають час (місяці та декади), а по осі ординат (y) – розраховані в табл. 3.7 значення інтегральної кривої дефіцитів водоспоживання.

На інтегральній кривій необхідно відкласти початкові ефективні запаси вологи в кореневмісному шарі ґрунту (W_еф), які розраховують за формулою

, (3.10)

де b_п – початкова вологість ґрунту, %; інші позначення ті ж що і в формулі (3.7).

При відсутності даних про початкові вологозапаси b_п можна прийняти для багаторічних трав і озимих культур b_п=b_НВ, для ранніх ярих b_п=0,95b_НВ, для пізніх ярих і овочевих b_п=0,90b_НВ. Для ячменю ярого b_п=0,95b_НВ, тобто b_п=0,95×27,6=26,2 %.

Тоді W_еф=10×0,8×1,33×(26,2–20,7)=58,7 мм.

Для визначення дати першого поливу на осі ординат (y) від нуля відкладають початкові ефективні вологозапаси W_еф, потім із цієї ординати необхідно провести лінію паралельну осі абсцис (х) до перетину з інтегральною кривою дефіциту водоспоживання. Перпендикуляр, опущений із точки перетину на вісь абсцис, вкаже на середню дату першого поливу.

Для визначення дати другого поливу на осі ординат (y) від початкових вологозапасів необхідно відкласти поливну норму першого поливу, потім із цієї ординати проводять лінію, паралельну осі абсцис (х) до перетину її з інтегральною кривою дефіциту водоспоживання. Перпендикуляр, опущений із точки перетину на осі абсцис, покаже дату другого поливу.

Побудову проводять до тих пір, поки останній полив не покриє дефіцит водоспоживання на останній фазі розвитку рослин.

Строки поливів

М=160 мм

Рис. 3.1. Інтегральна крива дефіциту водоспоживання ячменю ярого