CC BY
36
УДК 631.674
ПУЛЬСИРУЮЩЕЕ БОРОЗДОВОЕ ОРОШЕНИЕ ХЛОПЧАТНИКА
В МУГАНСКОЙ ЗОНЕ
© 2009. Сафаров Д.Х.
Азербайджанский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации
В статье излагаются результаты исследования пульсирующего полива хлопчатника в условиях Муганской зоны Азербайджанской Республики. При проведенных исследованиях выявлено высокое качество пульсирующего полива хлопчатника относительно обычного бороздового полива, при применении которого почти полностью выравнивается глубина увлажнения почвы по длине поливных борозд. За счет этого с каждого гектара хлопкового поля дополнительно можно получить 7,4 центнера хлопкового сырья.
The author of the article states the research results of cotton pulsing watering in Mugan zone, the Republic of Azerbaijan. In the process of the carried out research the higher quality of pulsing cotton watering in comparison with usual furrow watering was revealed. During applying it, the depth of soil damping becomes almost completely equal along the whole length of watering furrows. Thanks to this fact additional 7,4 centners of raw cotton are obtained from each hectare of the cotton field.
Ключевые слова: хлопчатник, орошение, урожайность.
Одним из основных показателей техники бороздового полива является равномерность глубины увлажнения почвы по длине поливных борозд при заданной поливной норме. Однако при поливе постоянной струёй по бороздам не достигается равномерное увлажнение почвы по длине борозды. Активный слой почвы в голове борозды переувлажняется, а в конце недоув-лажняется.
Для устранения этих недостатков существуют различные методы выравнивания глубины увлажнения почвы по длине борозды, к которым можно отнести полив переменной струёй, нарезка щели в конечной части борозды, уплотнение дна и откосов в начальной части борозд. В этом аспекте за рубежом, в частности в США в фермерских хозяйствах широко применяется пульсирующее поверхностное орошение сельскохозяйственных культур.
После распада СССР вместо крупных колхозов и совхозов образовались мелкие частные фермерские хозяйства. В связи с этим появляется необходимость изменения техники и технологию орошения сельскохозяйственных культур.
В 2004-2006 гг. на Муганской Опытно-мелиоративной Станции (МОМС) Саатлинского района Азербайджанской Республики на хлопчатнике проводили исследования над пульсирующими струями бороздового орошения. Опыты проводили в 3-х вариантах: I вариант - бороздовой полив пульсирующей струёй; II вариант - бороздовой полив переменной струёй; III вариант - контрольно-бороздковый полив постоянной струёй. При первом варианте вода подаётся попеременно в два комплекта борозд с интервалом подачи до полного завершения полива. При втором варианте опыта (при поливе переменной струёй) первоначальный расход воды в 2 раза уменьшается по преодолении струей 4/5 части длины борозд. При третьем варианте опыта (контроль) поливы производятся по бороздам постоянной струёй.
Режим орошения хлопчатника производили по схеме 60-70-70. Первый полив производили при снижении влажности расчётного слоя почв 60% от НВ, а второй и третий поливы при снижении влажности расчетного слоя почв 70% от НВ. Расчетный слой почв приняли при первом поливе 0,6м, а в последующих поливах 1,0м. Для 0,60м слоя составляет: объёмная масса 1,26т/м3, а наименьшая влагоёмкость (НВ)-29,87% от абсолютно сухой массы почвы. Соответственно для 1-го слоя эти данные составляют 1,27т/м3 и 30,24% от абсолютно сухой массы почв.
По всем вариантам опыта расчетные и фактические поливные и оросительные нормы приведены в таблице 1.
Таблица 1
Поливные и оросительные нормы по вариантам опытов
Варианты опытов, длины поливных борозд L= 250м
Годы Даты проведения поливов Номера поливов I вариант Бороздовой полив пульсирующей струёй II вариант Бороздовой полив переменной струёй III вариант Бороздовой полив постоянной струёй
Продолжительность поливов (час) Пауза, час Продолжительность циклов (час) Расход струи воды в борозде, л/сек Поливные нормы м3/га Продолжительность полива (час) Расход струи воды в борозде л/сел Поливные нормы м 3/га Продолжительность поливов (час) Расход струи воды в борозде л/сел Поливные нормы м 3/га
Потребные Фактические Потребные Фактические
Потреб ные Фактические
2004 22.06. 1 5,6 5,6 11,2 0,8 919 980 6,1 0,8-0,4 919 1000 5,2 0,8 919 998
17,07 2 6,5 6,5 13,0 0,6 1116 1170 10 0,6-0,3 1116 1250 8,6 0,6 1116 1240
17,08 3 6,3 6,3 12,6 0,6 1165 1190 9,5 0,6-0,3 1165 1240 8,3 0,6 1165 1195
Оросительные нормы 3340 3490 3433
2005 17.06 1 5.8 5.8 11.6 0.8 944 986 6.2 0,8-0,4 0.44 990 5.4 0.8 944 1037
20.06 2 6.9 6.9 13.8 0.6 1181 1190 9.8 0,6-0,3 1181 1290 8.7 0.6 1181 1253
18.08 3 6.4 6.4 12.8 0.6 1186 1196 9.4 0,6-0,3 1186 1280 8.6 0.6 1186 1138
Оросительные нормы 33 72 3560 3428
2006 22.06 1 5.7 5.7 11.4 0.8 962 976 6,4 0,8-0,4 962 994 5,3 0.8 962 1018
18.07 2 6.6 6.6 13.2 0.6 1157 1170 10, 0 0,6-0,3 1157 1260 8,5 0.6 1157 1224
18.08 3 6.3 6.3 12.6 0.6 1191 1200 9,7 0,6-0,3 1151 1250 8,4 0.6 1191 1200
Оросительные нормы 3346 3504 3442
Каждый год во всех вариантах опыта при первом поливе расход воды в бороздах приняли 0,8 л/сек, а в последующих поливах 0,6 л/сек. Это было связано с уплотнением почвы.
При пульсирующей технологии орошения воду для орошения подавали на правой стороне групп борозд, состоящих из 5-ти борозд, по истечении 1-го часа времени переключали на левую группу 5-ти борозд. Таким образом оросительная вода подаётся по группам борозд переменно, струями пульсов до завершения полива. В каждой группе борозд получается «полив» и «пауза». «Полив» и «Пауза» совместно называются «цикл полива». Из таблицы видно, что хлопчатник за год получил 3 полива. Поливные нормы составили: 980м3/га в первом; 1170 м /га во втором; 1190 м3/га в третьем поливе 2004 года; соответственно 986 м3/га, 1190 м3/га, 1196 м3/га в 2005 году; 976 м3/га; 1170 м3/га; 1200 м3/га в 2006 году. Оросительная норма по годам исследования соответственно составила: 3340 м3/га; 3372 м3/га, 3372 м3/га. Из таблицы видно что, при I варианте опыта (бороздовой полив пульсирующей струёй) в 2004-2006 гг. продолжительность полива при первых поливах изменяется между 5,6 и 5,8 часов. Соответственно во втором поливе 6,5 и 6,9; а при третьем поливе между 6,3 и 6,4 часами; а соответственно циклы меняются: 11,2-11,6 часов при первом; 13-13,8 при втором поливе и 12,6-12,8 часов при третьем поливе.
При втором варианте опыта продолжительность полива составляла: при первых поливах 6,1-6,4 часов. Соответственно при вторых поливах - 9,8-10,0 часов, а при третьих поливах 9,49,7 часов. Поливные нормы колеблются: при первых вегетационных - 990-1000м3/га, вторых -1250-1290 м3/га, а при третьих - 1240-1280 м3/га. Оросительные нормы составляют в 2004-м г.-3490 м3/га; в 2005-м г.-3560 м3/га; в 2006-м г. - 3502 м3/га.
При третьем варианте опыта продолжительность полива составляет: при первых вегетационных поливах 5,2-5,4 часов, при вторых - 8,5-8,7 часов, а при третьих - 8,3-8,6 часов. Поливные нормы колеблются: при первых поливах 998-1018 м3/га, при вторых - 1224-1253 м3/га, а при третьих - 1138-1200 м3/га. Оросительные нормы составили: в 2004 году 3433; в 2005году - 3428, а в 2006г-3422 м3/га (таблица 1).
Относительно контрольного варианта при первом варианте опыта экономия оросительной воды составляет 1,6-3,0%, а относительно II варианта экономия составляет 4-5%.
Для определения качества поливов необходимо изучать равномерность глубины увлажнения почвы и исходя из них, коэффициенты увлажнения почв по длине поливных борозд. В этих целях на подопытном участке по вариантам опыта (1,11,111 варианты) изучалась равномерность глубины увлажнения почвы по длине поливных борозд. Для этого в начале (10 метров от начала поля), в середине(125 м от начала поля) и в конце поливных борозд (245м от начала поля) с помощью почвенного бура пробурили скважины, и по горизонтам почвы через каждые 1020 см-го слоя до глубины 1,5 м по трёхкратной повторности брали образцы почв, и термостатно-весовым методам определялась их влажность. Полученные результаты приведены в таблице 2.
Таблица 2
Коэффициенты увлажнения почв по длине поливных борозд
Варианты Повторность Длины поливных Глубина увлажнения почвы по длине поливных борозд Коэффициенты увлажнения почвы
опыта опытов в начале в конце
борозд в середине по повторности опыта средний
1 250 1,05 1,03 0,98 0,93
I 2 250 1,02 1,00 0,98 0,96 0,94
3 250 1,05 1,02 0,99 0,94
1 250 1,30 1,12 0,91 0,70
II 2 250 1,35 1,18 0,95, 0,71 0,70
3 250 1,29 1,10 0,89 0,69
1 250 1,28 0,85 0,56 0,45
III 2 250 1,20 0,80 0,50 0,42 0,43
3 250 1,28 0,84 0,55 0,43
Из таблицы видно, что при первом варианте, т. е. пульсирующем бороздовом орошении, в начале борозды глубина увлажнения почвы составляет 1,02-1,05м, в середине 1,0-1,3м, а в конце 0,98-0,99м. Соответственно, во втором варианте опыта (при поливе переменной струёй) -1,29-1,35м; 1,10-1,18м; 0,89-0,51м; а в третьем варианте (при поливе постоянной струей) - 1,201,28; 0,80-0,85 и 0,50-0,56 метров. А коэффициент равномерности увлажнения в первом вариан-те(пульсирующего бороздового орошения) достигает высокого уровня и составляет 0,94; во втором варианте (полив переменной струёй) - 0,70; в третьем варианте (полив постоянными струями) - 0,43. Результаты опытов показывают, что полив пульсирующими струями является поливом высокого качества.
Вышеуказанное отражается на росте, развитии и урожайности хлопчатника. Для изучения влияния этих явлений на хлопчатник по длине поливных борозд проводили специальные исследования. Для установления этого опыта длины поливных борозд (которые имеются 250м) по вариантам способов полива разбили на 3 равные части: верхний, средний, нижний. Каждый отрезок имел 83,3м. Каждый вариант опыта имел 3-х кратную повторность. По каждым отрезкам проводили фенологические наблюдения и в конце сезона определяли биологическую урожайность хлопчатника (результаты исследований приведены в таблице 3).
Из таблицы 3 видно, что в зависимости от равномерности глубины увлажнения почвы по длине поливных борозд по вариантам опыта соответственно пропорционально идёт развитие и урожайность хлопчатника. В 1-м варианте опыта средняя высота хлопчатника составляет 78,57см, во 11-м варианте 74,2см, а в Ш-м варианте 63,93 см.. Анализ полученной урожайности показывает, что в контрольном варианте (Ш-вариант), т.е. при поливе постоянными струями борозд в верхнем отрезке, урожайность составляет 27,2 ц/га, на среднем отрезке - 24,70 ц/га, а на нижнем отрезке - 15,91 ц/га.. Разница в урожайности хлопчатника между верхним и нижним отрезками составляет 11,29 ц/га. Эти показатели соответственно составляют во втором варианте опыта: 27,39; 25,80; 24,82 ц/га, а разница между верхним и нижним отрезками 2,56 ц/га. А в первом варианте опыта при поливе пульсирующим орошением бороздового полива уро-
жайность составляет: в верхнем отрезке борозд 30,23; в середине отрезка 29,90;, а в нижнем отрезке 29,87 ц/га. Разница между верхним и нижним частями составляет 0,36 ц/Га.
Таблица 3
Урожайность хлопчатника по длине поливных борозд по вариантам опыта
Варианты опытов Отрезок борозд Количество растений на 1га Высота растений в «см» Количество урожайных элементов на «l» Сохранившиеся урожайные коробочки на 1 кусте Ср.вес одной коробочки (гр.) Урожайность ц./га
Полив пульсирующими струями (I вариант) верхний 52,58 81,00 23,00 10,80 5,25 30,23
средний 53,86 78,90 21,40 10,90 5,18 29,90
нижний 54,78 75,80 20,60 10,80 5,08 29,87
средний 53,74 78,57 21,67 10,83 5,16 30,00
Полив переменными струями (II вариант) верхний 53,15 80,90 21,40 9,70 5,30 27,38
средний 49,90 73,20 19,70 10,10 5,10 25,80
нижний 53,15 68,50 18,80 9,15 5,00 24,82
средний 52,07 74,20 19,97 9,65 5,13 26,00
Полив постоянными струями (III вариант) верхний 54,15 79,60 20,18 8,70 5,28 27,20
средний 50,10 69,70 19,24 8,90 5,08 24,70
нижний 46,50 42,40 15,80 6,40 4,96 15,91
средний 50,25 63,90 18,41 8,00 5,11 22,60
Средняя урожайность хлопчатника составляет при поливе по бороздам пульсирующими струями (I вариант опыта) —30ц/га, при поливе по бороздам переменной струёй (II вариант опыта) - -26ц/га; при поливе по бороздам постоянной струёй (III вариант опыта) - 22,60 ц/га.
Разница урожайности между первым и вторым вариантом опыта составляет 4,0 ц/га, а между первым и третьим вариантом опыта 7,4 ц/га.
Результаты всех исследований подтверждают высокое качество технологии полива пульсирующими струями бороздового способа орошения.
Преимущество пульсирующего орошения с научной стороны зрения пока глубоко не изучено. Имеется следующее предположение: пульсирующее орошение включает время увлажнения и время паузы. Это позволяет воде просачиваться и разрушать комки почвы, обеспечивая таким образом оседание почвенных частиц, образующих гладкую, плотную непроницаемую поверхность, сокращенную норму водопотребления и образование гладкой и гидравлически эффективной поверхности для следующего пульсирующего полива. В глинистых почвах частицы глины продолжают постепенно набухать даже при спаде уровня воды, поэтому при очередном пульсирующем поливе возможность инфильтрации на ранее увлажнённом участке уменьшается. Другое объяснение предполагает, что с уменьшением каждого пуска за счёт капиллярных сил происходит вовлечение пузырьков воздуха, которые забивают мелкие поры на поверхности почвы и замедляют инфильтрацию. В каждом новом цикле поливная струя в борозде проходит с более высокой скоростью, поскольку она движется по уже увлажненной и гладкой почве и замедляет своё движение, когда достигает сухой почвы.
Инфильтрация является функцией смоченного периметра, при втором пульсирующем поливе смоченный периметр уменьшается, соответственно уменьшая инфильтрацию.
Библиографический список
1. Баширов Н.Б. Технический прогресс в орошении сельскохозяйственных культур на склоновых землях Азербайджана. - Баку, 1996 - С. 20-32. 2. Сафаров Д.Х. Влияние пульсирующего бороздового орошения на повышение урожайности хлопчатника // Экология и водное хозяйство. №3. - Баку, 2007 -С. 53-56.
