3 месяца назад
Нету коментариев

На территории земного шара в условиях засушливых и сухих климатов часто возникают засухи и суховеи. Они причиняют боль­шой ущерб сельскому хозяйству. В годы катастрофических засух гибель урожая на огромных пространствах представляет собой на­стоящее бедствие.

Изучение этих опасных явлений началось давно. Систематиче­ские исследования в нашей стране в этом направлении ведутся со второй половины XIX в. Особенно значительные исследования в последнее время проведены в научных институтах Гидрометеоро­логической службы и Академии наук СССР.

 

Сущность засух и условия их образования

Под засухой понимают сложное агрометеорологическое явле­ние, в результате которого у растения нарушается водный баланс; под влиянием недостатка влаги, вызванного усиленным испаре­нием или длительным бездождьем, растение увядает или гибнет.

Различают два типа засух: почвенную и атмосферную. Под поч­венной засухой понимают явление, при котором вследствие длитель­ного бездождья или недостаточного количества осадков почва в корнеобитаемом слое значительно высыхает и растения начинают страдать от недостатка влаги. Во время почвенной засухи недоста­ток влаги в растениях обусловлен несоответствием между потреб­ностью растений во влаге и имеющимися ресурсами ее в почве. Однако иногда и при достаточном количестве влаги в почве неко­торые растения страдают от недостатка воды. Такая засуха назы­вается атмосферной. Она возникает при высоких температурах и большой сухости воздуха, когда надземные части растений теряют так много воды через транспирацию, что корневая система не ус­певает подавать воду в необходимом количестве. Атмосферная засуха часто предшествует почвенной. Когда оба типа засух наблю­даются совместно, отрицательный эффект их действия становится наибольшим.

Потребность растений во влаге и реакция их на засуху опреде­ляются многими факторами, что еще раз подчеркивает сложный, комплексный характер засухи. К числу факторов следует отнести погодные условия, биологические особенности культур, обеспечен­ность растений питательными веществами, уровень применяемой агротехники. Особого внимания среди них заслуживают биологи­ческие свойства растений.

Разные группы растений в условиях засухи по-разному управ­ляют своим водным режимом. Одни растения уменьшают скорость транспирации, что является приспособлением к атмосферной за­сухе, другие регулируют процесс поглощения воды в почве, что является приспособлением к почвенной засухе. С физиологической стороны многие засухоустойчивые растения характеризуются мел­коклеточностью строения, большим числом устьиц на единицу по­верхности и малыми их размерами, отложениями крахмала в важнейших участках листьев, что предохраняет их от перегрева и обезвоживания.

Эти и другие приспособительные реакции, сформировавшиеся под непосредственным воздействием условий жизнеобитания, во мно­гом определяют разную потребность растений во влаге. Такое различие может проявиться даже в различных сортах одного и того же растения. Поэтому правильно определить влияние за­сухи можно только применительно к определенной сельскохозяй­ственной культуре.

В последнее время показано, что засухоустойчивость растений является свойством, которое можно изменять в ходе развития ра­стения (что открыло возможности управления этим свойством). Так, было установлено, что подсушивание предварительно намочен­ных семян перед посевом вызывает значительные изменения в кол­лоидно-химическом состоянии клеток. В последующем оно прояв­ляется в виде повышенной засухоустойчивости у растений, полу­ченных из этих семян.

Из других факторов отметим связь реакции растений на засуш­ливые условия с уровнем агротехники. Доказано, что одни и те же засушливые условия при низком уровне агротехники могут вызывать угнетение растений и даже их гибель, в то время как высокий уровень агротехники зачастую позволяет тем же расте­ниям выйти из-под влияния засухи без больших потерь урожая. Следовательно, применение передовой агротехники может сущест­венно улучшать условия развития растений, которые ранее счита­лись неблагоприятными.

Таким образом, по мере развития сельскохозяйственной науки и техники (выведение засухоустойчивых сортов, применение оро­шения, передовой агротехники и пр.) будут улучшаться условия существования растений и поэтому должен будет снижаться эф­фект влияния засух, хотя общие атмосферные процессы, возможно, останутся неизменными. Это, естественно, приведет к необходи­мости изменения агроклиматической оценки засух.

Образование засух на территории СССР связано с мощными атмосферными процессами, которые приводят к установлению длительной антициклональной погоды. Обычно это квазистационар­ные антициклонические образования, занимающие обширные про­странства. Чаще всего антициклоны на ETC приходят из Арктики (примерно 70% всех случаев).

Воздушные массы таких антициклонов, сформированные из арк­тического воздуха, характеризуются большой прозрачностью и ма­лой влажностью воздуха. Устанавливаясь над центральной частью, югом или юго-востоком ETC, антициклоны приводят к формирова­нию ясной или малооблачной погоды. Вследствие этого происходит быстрая трансформация арктического воздуха: он прогревается, температура его в приземном слое возрастает, влажность резко падает. Идет быстрое испарение почвенной влаги. Длительное время не выпадают осадки. Следствием таких процессов является образование засухи. Таким образом, засухи на ETC чаще всего воз­никают после прихода на эту территорию холодного и сухого арк­тического воздуха. Процесс образования засухи резко интенсифи­цируется при поступлении свежих арктических масс.

Засухи на ETC возникают и в антициклонах западного, азор­ского происхождения. Самые обширные и катастрофические засухи обусловливаются взаимодействием антициклонов арктического и азорского происхождения; такими, например, были засухи 1921 и 1946 гг.

В общем виде схема возникновения засух, предложенная Ф. Ф. Давитая, представлена на рис. 35.

Схема образования засухи

Схема образования засухи

Следует подчеркнуть, что свойственная засухам уменьшенная затрата тепла на испарение (обусловленная малым количеством влаги в почве) способствует резкому увеличению затрат тепла на прогревание воздуха. Это придает засухам черты процесса само­развития. Процесс такого типа наиболее эффективно проявляется в условиях ослабленной атмосферной циркуляции, часто наблюда­ющейся в мощных антициклонах.

Характерно, что циркуляционные атмосферные процессы, при­ водящие к образованию засух, одновременно часто создают пред­ посылки к появлению суховеев. Можно утверждать, что суховей также характерен для засухи, как засуха характерна для конти­нентального климата. Детально вопросы, связанные с природой суховея, рассмотрим в § 3 этой главы. Здесь же укажем лишь на основные различия между засухами и суховеями. При засухе (в отличие от суховеев) метеорологические элемен­ты (температура, влажность, ветер, испарение) характеризуются суточным ходом, близким к нормальному. Так, температура воз­духа, высокая днем, ночью обычно понижается, что приводит к по­вышению ночью относительной влажности воздуха. Поэтому в ноч­ные часы возможно образование росы. Наибольшая в околополу­денные часы скорость ветра к вечеру уменьшается. Благодаря таким особенностям испарение влаги при засухах также наиболее интенсивно протекает днем.

В заключение отметим частую повторяемость засух и значи­тельные площади, захватываемые засухами (применительно к тер­ритории СССР). На территории нашей страны за 75 лет (с 1890 по 1965 г.) было 30 лет с засухами. Они приходились на разные районы. Например, засуха 1911 г. охватила восточную часть Евро­пейской территории СССР от линии Одесса—Воронеж—Горький (без Кубани); сильная засуха 1946 г. распространилась на большое пространство, но особенно резко она проявилась на юго-за­паде Украины, в центрально-черноземной зоне и примыкающих об­ластях центра, и в Поволжье.

Агроклиматические показатели засух

Различные исследователи в процессе анализа засух предлагали различные показатели. В. В. Докучаев, например, в конце прош­лого века для характеристики степени засушливости района со­поставлял осадки с испаряемостью. В дальнейшем эта идея, нашед­шая широкое признание, развивалась многими исследователями.

В ряде работ и сейчас при оценке сухости климата использу­ется гидротермический коэффициент Г. Т. Селянинова. Известны формулы В. П. Попова, Н. В. Бовы и других исследователей.

Некоторые из этих показателей рассмотрены в § 5 главы П. Существенным недостатком многих из них является отсутствие учета уровня агротехники, величины падения урожая и ряда дру­гих факторов.

Р. Э. Давид, А. В. Процеров, А. М. Алпатьев и некоторые дру­гие считают, что надежным показателем напряженности засухи является снижение урожая по сравнению со средней многолетней величиной. Алпатьев рекомендует к засушливым годам относить те, при которых снижение урожая составило более 25% средней многолетней величины. Снижение урожая до 25%, по его мнению, возможно вследствие действия других причин: отступлений в аг­ротехнике, разницы сортов и т. д.

Процеров предложил следующие показатели интенсивности за­сухи: засуха очень сильная — снижение урожая более 50%; засуха сильная — снижение урожая более 20%; засуха слабая — сниже­ние урожая на 20%.

Интересны исследования засух применительно к определенным сельскохозяйственным культурам. В 1958 г. вышла работа о засу­хах на территории СССР, выполненная агрометеорологами ВИРа применительно к яровым культурам. Оценка засух в этой работе проведена с учетом урожая и увлажнения почвы. Такой комплекс­ный подход к решению проблемы позволил получить биоклиматиче­ские (агроклиматические) показатели засух для яровых культур. Годами с засухами считались те, в которые урожай по сравнению со средним значением снижался более чем на 25%.

Агроклиматический показатель засухи в этой работе выражен через ГТК за период май—июль, что имеет решающее значение для урожая яровых.

Дифференциация показателя по климатическим зонам дала следующие результаты.

  1. Для лесной зоны при среднем многолетнем значении ГТК=1,2 показатель засухи равен 0,7.
  2. Для лесостепной зоны при среднем многолетнем значении ГТК = 0,8 показатель засухи равен 0,6.
  3. Для степной зоны при среднем многолетнем значении ГТК = 0,6 показатель засухи равен 0,5.

Используя эти показатели, можно составить агроклиматическую характеристику засух территории применительно к яровым куль­турам.

Для этого необходимо:

1) рассчитать среднюю многолетнюю величину ГТК за период май—июль или снять с карты (рис. 36) и по графику обеспечен­ности (или номограмме) найти обеспеченность различных значе­ний ГТК;

2) определить, в какой климатической зоне расположена стан­ция и далее найти агроклиматический показатель засухи этой зоны;

3) по найденным значениям обеспеченности различных значе­нии ГТК определить обеспеченность показателя засухи.

Обеспеченность влагой за май-июль по показателю увлажнения Селянинова

Обеспеченность влагой за май-июль по показателю увлажнения Селянинова

На рис. 37 приведена карта вероятности засух на территории СССР, которая дает общее представление об их опасности в раз­личных районах для культур, вегетация которых в основном про­ходит с мая по июль.

Вероятность засух

Вероятность засух

Исследования засух применительно к культуре картофеля были выполнены А. И. Руденко. Он пришел к выводу, что в период клубнеобразования засуха приводит к резкому снижению урожаев картофеля. Им установлены следующие агроклиматические пока­затели засухи для ETC в период клубнеобразования: сильная за­суха — ГТК ниже 0,4; засуха меньшей интенсивности — ГТК из­меняется от 0,4 до 0,6.

В последнее время большинством исследователей признано, что наиболее надежным показателем засухи является влажность пахотного слоя почвы (0—20 см), поскольку от влажности этого слоя зависит развитие корневой системы растений, возможность использования питательных веществ самой богатой части почвы, деятельность полезных микроорганизмов.

Анализ сопряженных материалов наблюдений за влажностью почвы и состоянием сельскохозяйственных растений показал, что снижение запасов продуктивной влаги в пахотном слое до 19 мм следует считать началом засушливого периода, а до 9 мм — на­чалом сухого периода. Поэтому декады, в течение которых запасы продуктивной влаги в пахотном слое оказываются менее 20 мм, относят к засушливым, а декады с запасами влаги менее 10 мм — к сухим.

Влияние почвенной засухи на урожай зерновых особенно ве­лико в период выход в трубку—цветение. Количество сухих декад в это время считается главным критерием при оценке засухи при­менительно к яровым зерновым.

Пересыхание пахотного слоя резко сказывается на корнеплодах в период интенсивного роста корней, на кукурузе — накануне выб­расывания метелки и т. д. Величина снижения урожая в конечном итоге определяется интенсивностью засухи в это время, биологи­ческими особенностями культуры, типом почв и другими причи­нами.

 

Типы засух

Типизация засух позволяет, с одной стороны, судить о времени их возникновения (а следовательно, о степени опасности для ра­стений) и, с другой стороны, планировать приемы борьбы с ними.

По времени возникновения и продолжительности действия вы­деляют три типа засух: весенние, летние и осенние. Весенняя за­суха характеризуется сравнительно низкими температурами, низ­кой относительной влажностью воздуха, сухими ветрами. Этот тип засухи задерживает всходы, ослабляет кущение и укоренение ра­стений, уменьшает количество заложившихся колосков в колосе. При больших запасах почвенной влаги весной эта засуха влияет на растения незначительно. Наименьшему влиянию весенней за­сухи подвержены хорошо развитые озимые.

Летняя засуха характеризуется низкой относительной влаж­ностью воздуха, высокой температурой, большой величиной испа­ряемости. Летняя засуха приостанавливает накопление вегетатив­ной массы, прирост корней и клубней, может вызвать щуплость зерна. Поскольку к моменту возникновения летней засухи в степ­ных и лесостепных районах запасы влаги в пахотном слое (при отсутствии орошения) оказываются недостаточными, летняя засуха оказывает гораздо более сильное отрицательное воздействие на сельскохозяйственные растения, чем весенняя.

Осенняя засуха опасна лишь для позднеспелых культур, осо­бенно озимых.

По данным Процерова, повторяемость засух на ETC следу­ющая: весенних — 42%, летних — 33%, осенних — 25%. В отдель­ных случаях засуха может захватить большую часть периода ве­гетации. Засуха 1946 г., например, продолжалась все три сезона — весну, лето, осень.

Отдельные исследователи типизировали засухи применительно к конкретным сельскохозяйственным культурам. А. И. Руденко выделил четыре типа засух применительно к яровой пшенице:

тип I — засуха в период от посева до начала молочной спе­лости;

тип II — от посева до восковой спелости;

тип III — от кущения до начала восковой спелости;

тип IV — в разные периоды формирования урожая (а — от по­сева до кущения, б — от конца кущения до восковой спелости, в — от колошения до восковой спелости, г — от посева до кущения и от колошения до восковой спелости). В качестве критериев ин­тенсивности засухи Руденко использовал осадки и величину сниже­ния урожая. Засухи были разделены на очень сильные, сильные и средние. Очень сильная засуха, по Руденко, приводит к снижению урожая более чем на 50%. Ей соответствует сумма осадков за период всходы—колошение до 18 мм. Сильная засуха снижает урожай яровых на 20—25%. При этом за период всходы—коло­шение выпадает 30—35 мм осадков. Средняя засуха снижает урожай на 20%; осадков за период всходы—колошение выпадает несколько более 35 мм.

Интенсивность засух оценивалась им также по величине ГТК и количеству засушливых декад. Очень сильной засухе соответст­вует пять засушливых декад и ГТК более 0,4; сильной засухе — три-четыре засушливые декады и ГТК = 0,4ч-0,5; средней засухе — две засушливые декады и ГТК = 0,6.

Детальный анализ засух с учетом указанных показателей вы­явил, что на ETC преобладают длительные засухи. При этом дли­тельные засухи являются и наиболее интенсивными.

 

Методы борьбы с засухой

Ранее было указано, что засуха возникает под воздействием комплекса причин, главнейшими из которых являются макромасштабные атмосферные процессы, малая устойчивость растений к высоким температурам и отсутствию осадков, недостаточная влажность почвы и низкий уровень агротехники. Отсюда методы борьбы с засухой должны состоять из воздействий на указанный комплекс причин. В борьбе с засухой должны предусматриваться такие затраты средств и труда, которые не увеличат себестоимость продукции сверх допустимых пределов.

В настоящее время в результате многочисленных научных ис­следований и обобщения опыта возделывания сельскохозяйствен­ных культур разработано три основных направления по борьбе с засухой: селекционно-генетическое, географическое и агротех­ническое.

Селекционно-генетическое направление заключается в созда­нии растений с определенными (иногда заданными) свойствами. Для условий нашей страны актуальной является задача создания сортов растений, стойких прежде всего к воздушной засухе, по­скольку орошение преимущественно развивается в южных районах, для которых характерен этот тип засухи. Помимо этого качества, к зерновым культурам предъявляются и другие требования: непо­легаемость в условиях оптимального орошения, невосприимчивость к болезням, достаточная зимостойкость (для озимых), высокое со­держание белка. Большое значение имеет селекция сортов, устой­чивых к неполному водоснабжению в вегетационный период, что не исключено в хозяйственных условиях некоторых районов нашей страны.

В указанных направлениях имеются значительные успехи, осо­бенно в селекции зерновых культур. Мировую известность полу­чили сорта озимой пшеницы, выведенные академиком П. П. Лукья­ненко в результате селекционной работы. Они перешагнули гра­ницы нашей страны и занимают сейчас первое место в мире по посевным площадям. Сорт пшеницы Безостая 1, получивший ми­ровое признание, отличается гармоническим сочетанием ценных качеств: высокой засухоустойчивостью, значительной продуктив­ностью колоса, устойчивостью к полеганию, хорошими мукомольно-хлебопекарными качествами зерна. Созданные им в последние годы сорта Аврора и Кавказ по потенциалу урожайности приме­нительно к определенным почвенно-климатическим условиям не имеют себе равных среди мирового сортимента озимых пшениц.

Географическое направление. Известно, что засухи возникают в отдельных районах нашей страны, причем в разные годы их воздействию подвергаются разные территории. Исследованиями показано, что в соседних районах, где засуха отсутствует, часто наблюдаются хорошие условия увлажнения, и поэтому урожай здесь получают большой. Используя эту географическую законо­мерность, можно в определенной мере компенсировать недобор урожая за счет районов, не подверженных засухе.

По данным А. И. Руденко, если на юге Украины (Николаев) было 26 засух за период с 1888 по 1955 г., а в Ростовской обла­сти — 21 засуха, то одновременно эти районы были охвачены за­сухой лишь 5 раз. Также очень редко одновременно засухи наблюдаются на Украине и в Казахстане. Следовательно, геогра­фическая разобщенность посевов является важным средством борьбы с засухой.

Другой важный географический фактор — неравномерность развития культур по территории. Часто на пораженной засухой территории одни и те же растения находятся в разных фазах раз­вития, и поэтому действие засухи проявляется на этих растениях по-разному: одни почти не поражаются ею, а другие испытывают ее влияние.

Существенное значение имеет и третий географический фактор — экологически наиболее целесообразное распределение посевов. Это означает, что в разных районах страны ведущие культуры должны быть представлены разными экологическими группами. Например, ведущим хлебным злаком на Украине и Северном Кавказе должна быть озимая пшеница, в лесостепи Среднего Поволжья — озимая рожь, в Нижнем Поволжье, Приуралье и За­падной Сибири — яровая пшеница.

В связи с этим Ф. Ф. Давитая отмечает, что идея о неодинако­вом соотношении урожайности различных растений по природным зонам и о наиболее выгодном их районировании является новой и представляется перспективной как в научном, так и в практиче­ском отношении.

Агротехническое направление. К важнейшим из многочислен­ных агротехнических мер следует отнести парование полей, поле­защитное лесоразведение, снегонакопление и задержание талых вод, разные сроки и нормы сева, дифференцированную систему об­работки почвы.

Парование полей способствует накоплению влаги и питатель­ных веществ в почве, очищению от сорняков, сохранению почвен­ной влаги. По данным Ф. Ф. Давитая, в различных климатах на­шей страны влияние чистых паров на сохранение воды в почве различно. Так, в сухостепной зоне юго-востока Европейской части СССР и в Казахстане ко времени сева под чистым паром запасы влаги в метровом слое больше на 50 мм, чем на полях к моменту уборки яровых хлебов. В степной и лесостепной зонах эта раз­ница составляет 50—100 мм, в лесной — менее 50 мм.

В южных районах Европейской территории СССР, Северном Казахстане чистые пары необходимы как массовый способ сохра­нения влаги в почве. В лесной и лесостепной зонах широко прак­тикуются занятые пары.

Полезащитное лесоразведение — важное средство борьбы с за­сухой и суховеями. Лесные полосы влияют на большой комплекс метеорологических условий межполосных полей. Они уменьшают скорость ветра (поэтому уменьшается расход влаги из почвы), способствуют снегонакоплению, пополняя тем самым запасы влаги в почве и т. д.

Снегозадержание также используется как прием борьбы с засу­хой. На полях в южных районах страны благодаря этому приему за зиму удается накопить снежный покров высотой 20—30 см. Поэтому весной почва получает больше влаги и даже при небольшом количестве осадков летом растения в целом лучше обеспечены влагой.

Районы применения снегозадержания определяются климати­ческими условиями. Данный вопрос более детально рассмотрен в § 7 главы II.

Задержание талых вод весной является существенной мерой борьбы с засухой. Однако это мероприятие должно вестись с уче­том промерзания почвы и образования на ее поверхности ледяной корки, так как от этих факторов зависит степень впитывания поч­вой талых вод.

Агротехника оказывает существенную помощь в борьбе с за­сухой. Сельскохозяйственные учреждения разработали различные приемы обработки почвы и ухода за посевами в засушливых райо­нах нашей страны, благодаря которым удается получать хорошие урожаи. При их применении необходимо строго учитывать текущие условия погоды, поэтому принципиально важно правильно исполь­зовать агрометеорологические рекомендации. Например, сроки сева определяются ходом весны, запасами влаги в почве.

Такой важный вопрос, как сокращение или увеличение пло­щади озимых посевов, решается в соответствии с условиями осен­него периода. Так, при малых запасах влаги и сухой осени лучше сократить посевы озимых, а весной на парах сеять яровые.

Соотношение площадей посевов ранних и поздних яровых так­же определяется с учетом весенних условий. Если весной влаги мало, то лучше расширить посевы поздних яровых, так как они используют осадки второй половины лета.

Исследованиями последних лет доказана необходимость приме­нения дифференцированной агротехники в разных почвенно-климатических зонах. Так, под руководством академика ВАСХНИЛ А. И. Бараева в Северном Казахстане для зерновых культур раз­работана новая безотвальная система обработки почвы. Она яв­ляется важным средством в борьбе с засухой, суховеями и ветро­вой эрозией в этом районе. Подробнее данный вопрос изложен в § 4 этой главы.

Орошение — наиболее эффективный метод борьбы с засухой. При орошении создаются благоприятные условия для жизни расте­ний и получения высоких урожаев. В засушливых районах страны оросительные мелиорации способствуют устойчивости сельскохо­зяйственного производства и наряду с другими мероприятиями (химизация, техническое перевооружение и пр.) обеспечивают не­уклонный рост урожая орошаемых культур. Практика показывает высокую экономическую эффективность оросительных мелиорации для многих культур и природных зон нашей страны. XXIVсъезд КПСС определил оросительные мелиорации как одно из наибо­лее перспективных направлений развития нашего сельского хозяй­ства.

Орошение как мера борьбы с засухой дает должный эффект лишь при правильном режиме орошения. Учитывая важность этой проблемы и ее тесную связь с климатом и погодой, остановимся кратко на принципиальных основах режима орошения.

Под режимом орошения понимают установление и распределе­ние на протяжении вегетации количества подаваемой воды (числа, норм и сроков поливов) в соответствии с почвенными условиями орошаемого поля, видами выращиваемых культур и плановой уро­жайностью.

Правильное определение сроков и норм полива в соответствии с потребностью растений имеет большое значение для экономного использования воды, повышения плодородия почвы, получения вы­соких и устойчивых урожаев.

Количество воды, которое необходимо подать на единицу пло­щади (1 га) за один полив, называют нормой полива. Эта норма часто определяется как разность между верхним и нижним пре­делами оптимального увлажнения почвы по формуле

где т — поливная норма (м3/га), р — порозность почвы (процент от объема), вmах — верхний предел оптимального увлажнения (процент от порозности почвы), вmin — нижний предел оптималь­ного увлажнения в тех же единицах, Н — глубина увлажнения корнеобитаемого слоя (м).

За верхний предел оптимального увлажнения обычно прини­мают наименьшую полевую влагоемкость (НПВ). За нижний пре­дел оптимального увлажнения принимают такое количество влаги в почве, при котором резко изменяется ее подвижность и связан­ная с этим скорость транспирации. На основании обобщения дан­ных многих исследований можно принять, что нижний предел опти­мального влагосодержания для большинства растений примерно равен 70% НПВ. Поэтому поливную норму часто считают равной 0,3 НПВ. В конкретной полевой обстановке в зависимости от ди­намики развития растений эту величину можно уточнять.

Сроки полива устанавливают по разным факторам: влажности почвы, метеорологическим данным, физиологическим показателям, фазам развития растений.

Установление сроков полива по влажности почвы основано на том, что полив следует производить тогда, когда запасы воды в корнеобитаемом слое снизятся до нижнего предела оптимальной влажности. При применении этого способа необходимы система­тические измерения влажности корнеобитаемого слоя, что требует больших затрат труда и времени.

Определение сроков полива по физиологическим показателям (величине сосущей силы листьев, концентрации клеточного сока и т. д.) является одним из перспективных методов диагностики полива. То обстоятельство, что значения этих показателей (по данным разных авторов) не совпадают, говорит о необходимости дальнейшей разработки данного метода с целью получения устой­чивых физиологических показателей для каждой культуры.

При использовании физиологических показателей поливную норму можно установить на основе корреляционной связи между нею и влажностью корнеобитаемого слоя.

Сроки полива по метеоданным устанавливаются на основании определения времени испарения поливной нормы (с учетом выпав­ших осадков) в зависимости от условий погоды, характеризуемых определенными метеорологическими параметрами. В качестве та­ких параметров, определяющих скорость суммарного испарения, в настоящее время используют температуру воздуха, дефицит влажности воздуха и некоторые другие величины. Метод опреде­ления сроков полива по метеоданным, хотя и менее точен, прове­рен на практике и показал достаточную надежность. Преимуще­ством метода является широкая доступность и значительная про­странственная репрезентативность метеорологических парамет­ров, возможность автоматизации измерений и связанная с этим целесообразность создания в перспективе автоматизированных си­стем полива.

Установление сроков полива по фазам развития довольно ши­роко применяется в Средней Азии и Закавказье. Метод основан на связи изменяющихся потребностей растений во влаге с фазами развития растений. В целом он весьма неточен вследствие возмож­ного отклонения погодных условий от нормы. Поэтому даже в усло­виях указанных территорий при определении сроков полива по этому методу в расчеты часто приходится вносить коррективы.

Под оросительной нормой понимают количество воды, которое необходимо дать за вегетацию 1 га орошаемых земель дополни­тельно к естественным ресурсам влаги, чтобы получить заданный урожай. Следовательно, оросительная норма есть сумма поливных норм за период вегетации.

Величину оросительной нормы можно определить как раз­ность между оптимальным водопотреблением и естественными ре­сурсами влаги. В этом случае используется формула

где М — оросительная норма (нетто) (м3/га), Е — суммарное оптимальное водопотребление (потребность в воде) (м3/га) за веге­тацию, Р — осадки (м3/га) за вегетацию, дельта W — использованные за период вегетации запасы почвенной влаги (м3/га), Г — коли­чество использованной растениями воды за счет грунтовых вод (м3/га).

Некоторые аспекты расчета оптимального водопотребления и оросительной нормы рассмотрены в главе II, § 6. Вопросы, свя­занные с изменением микроклимата при орошении, рассмотрены в главе IX, § 1.

Орошение как эффективный метод повышения урожайности применяется в тех районах и для тех культур, где оно дает доста­точный экономический эффект. В последние годы показана до­статочная эффективность орошения ряда культур (картофеля овощей, трав) не только в умеренной полосе ETC, но и в условиях Северо-Запада. Данное обстоятельство объясняется тем фактом, что если в целом за год на Северо-Западе ETC создаются условия избыточного (постоянного или временного) увлажнения, то в пе­риод летней вегетации здесь часто возникают засушливые усло­вия, резко сказывающиеся на урожайности культур. Необходи­мость орошения и осушения одновременно одной и той же пло­щади выдвигает на Северо-Западе задачу совмещения элементов оросительной и осушительной сети, что экономически достаточно выгодно. Такие совмещенные оросительно-осушительные системы в настоящее время проходят стадию лабораторно-полевых испы­таний.

В целом, однако, наибольший экономический эффект орошение должно давать в районах с засушливым и сухим климатом. Преж­де всего это объясняется тем, что в условиях сухого и засушливого климата большое количество тепла и света при низкой относитель­ной влажности воздуха и значительной величине суточных коле­баний температуры создает весьма благоприятные условия для ас­симиляционной деятельности подавляющего большинства растений, препятствуя в то же время распространению многих вредителей и болезней. Поэтому, регулируя режим влаги в почве, можно соз­давать условия, оптимальные для роста и развития растений. В за­сушливых и сухих районах почвы являются более плодородными, ибо здесь отсутствует характерный для влажного климата промыв­ной режим почвы, при котором питательные вещества системати­чески вымываются осадками из пахотного слоя. И, наконец, в засушливых и сухих районах эффект орошения проявляется еже­годно, что существенно повышает уровень рентабельности ороси­тельных систем.

В районах с влажным климатом в условиях более бедных почв минеральные удобрения необходимо вносить в большом количе­стве. Как было указано выше, наличие в этих районах засушливых периодов приводит к необходимости сооружения здесь более доро­гих совмещенных осушительно-оросительных систем. В годы до­статочного увлажнения оросительная часть системы будет бездей­ствовать, что должно сказаться отрицательно на себестоимости сельскохозяйственной продукции.

В качестве источников орошения в зависимости от возможно­стей района используются поверхностные, подземные и сточные воды. Поверхностные воды, представленные реками, озерами, во­дохранилищами, являются основным источником водоснабжения.

Важным источником орошения становятся сточные воды. Ин­тенсивная индустриализация промышленно развитых стран и рост их населения (в том числе и в СССР) вызывают резкое увели­чение объема сточных вод. Вред, приносимый ими, и трудности их очистки общеизвестны.

Многими исследованиями показано, что орошаемые поля яв­ляются хорошим средством очистки сточных вод. Последние, неся с собой значительное число полезных элементов, часто являются хорошим видом удобрений. В недалекой перспективе в Советском Союзе площадь орошения сточными водами возрастет до 70 000 га. Однако эту величину следует считать лишь началом работ по эф­фективному использованию сточных вод в сельском хозяйстве.

Подземные воды в большинстве отличаются постоянством дебита, относительно низкой температурой, значительным количе­ством минеральных веществ (сравнительно с поверхностными источниками). Возможность использования минерализованной под­земной воды определяется свойствами почвы, характером естествен­ного промывного режима, составом солей и солевыносливостью растений. Как показали натурные исследования и теоретические расчеты, в условиях Северо-Запада на хорошо дренированных поч­вах возможно использование подземных вод с довольно высокой минерализацией — до 6 г/л (без опасности засоления почвы). По­следнее обусловлено формированием в пахотном слое достаточного по интенсивности промывного режима, создаваемого здесь выпаде­нием естественных осадков.

Интересно отметить, что соленость вод некоторых морей (на­пример, многих заливов Балтийского моря) не превышает ука­занной величины концентрации солей. Поэтому в принципе возни­кает перспектива использования вод таких морей (и, в частно­сти, Балтийского) для орошения сельскохозяйственных культур. Однако этот вопрос требует предварительной тщательной прора­ботки.

comments powered by HyperComments