Ґрунтово-екологічне обґрунтування краплинного зрошення

Реферат на тему:

ҐРУНТОВО-ЕКОЛОГІЧНЕ ОБҐРУНТУВАННЯ
КРАПЛИННОГО ЗРОШЕННЯ

2007

ЗМІСТ

Вступ

1. Сучасний стан вивченості проблеми.
Обґрунтування мети і завдань досліджень

2. Об’єкти та методи досліджень

3. Результати досліджень

3.1 Морфогенетична характеристика грунту дослідної ділянки

3.2 Сольові та
фізико-хімічні характеристики досліджуваного чорнозему

3.3
Агрохімічні властивості

3.4 Водний і
температурний режими

3.5 Урожайність
овочевих культур

Висновки

Перелік посилань

ВСТУП

У низці основних
факторів урожайності, таких як світло, тепло, повітря, поживні речовини, а
також генетичні особливості сорту рослин та умови їхнього вирощування, особливе
місце належить воді та ґрунту. Без залучення води неможливе здійснення жодної з
життєво важливих функцій рослини. Наукові дослідження показують, що оптимальна
вологість ґрунту, найбільш сприятлива для розвитку рослин і забезпечення їх
поживними речовинами, знаходиться в межах 60-80 % до НВ. Найбільша чутливість
рослин на дефіцит вологи припадає на так звані критичні періоди [40].

Розвиток краплинного зрошення пояснюється
рядом переваг. Однією з основних є подача води невеликими нормами через короткі
проміжки часу. Цей спосіб дуже поширений в овочівництві США, Австралії, Ізраїлю
та країнах Західної Європи. В Україні системи краплинного зрошення використовують
більше 20 років переважно на багаторічних рослинах (сади, виноградники) та в
овочівництві захищеного ґрунту [4,
11, 21].

В умовах лівобережного лісостепу України
практично не вивчено режими, строки поливу овочевих рослин у відкритому ґрунті
на базі краплинного зрошення. Використання наукових розробок з краплинного
зрошення у виробництві дозволить зменшити затрати праці на полив, зберегти структуру
ґрунту, дасть можливість подачі води в зону кореневої системи рослин з мінеральним
живленням, що призведе до підвищення урожайності овочів та насіння з одиниці
площі в 1,5-2 рази порівняно з дощуванням. витрати води за такого способу
поливу зменшаться на 30-50%.

Важливим елементом технології вирощування
сільськогосподарських культур з застосуванням краплинного зрошення є
раціональна схема сівби чи садіння, яка визначає характер розміщення рослин,
площі їх живлення, параметри оптимальної густоти, рівень технологічності в
процесі догляду за рослинами. Для умов лісостепу України до теперішнього часу
не існує науково обґрунтованих рекомендацій щодо схем сівби (садіння), густот
та інших параметрів для краплинного зрошення. В Україні взагалі користуються
рекомендаціями фірм-виробників систем краплинного зрошення
[17, 27].

1. СУЧАСНИЙ СТАН ВИВЧЕНОСТІ ПРОБЛЕМИ. ОБҐРУНТУВАННЯ МЕТИ І ЗАВДАНЬ
ДОСЛІДЖЕНЬ

Вперше ідея
краплинного зрошення у сучасному розумінні виникла в 30-х роках минулого
сторіччя. Її винахідником був С. Бласс [32], однак масове виробництво та впровадження
було неможливе через високу вартість будівництва. З початком виробництва
пластмасових і полівінілхлоридних труб мікрозрошення було впроваджено у
виробництво. Перші дослідження дії краплинного зрошення в умовах відкритого
ґрунту проведено в Ізраїлі в середині 50-х років 20-го сторіччя [19, 33,
35].

Про переваги використання краплинного зрошення
у сільському господарстві відомо давно. Найбільших площ цей спосіб зрошення
набув у США, Ізраїлі, Південно-Африканській Республіці, країнах Західної Європи.
В Україні системи краплинного зрошення в умовах відкритого ґрунту почали
використовувати більш 20 років назад, але тільки на багаторічних культурах
(виноградники, сади). В овочівництві відкритого ґрунту промислове використання
краплинного зрошення почалось тільки з 1997 року в Каховському районі
Херсонської області на полях компанії ЗАО "Чумак" на площі 20 га. На теперішній час площі овочевих рослин у південних областях України, де застосовують
краплинне зрошення, сягають тисяч гектарів [37].

Існує декілька причин, через які краплинне
зрошення не набуло широкого практичного застосування, особливо в центральних та
східних областях України. Це, перш за все, дуже мале науково-інформаційне
забезпечення товаровиробників овочів. Необхідні комплексні
дослідження, як короткотермінового характеру (розробка технологій вирощування
овочевих рослин з застосуванням краплинного зрошення, інших прогресивних
прийомів), так і довгострокові (моніторингові дослідження за навколишнім
середовищем) [5, 8, 22].

Мікрозрошення забезпечує суттєву економію
поливних вод з одночасним підвищенням урожайності вирощуваних рослин.
Незважаючи на те що при цьому зрошувальні норми на порядок знижуються, потрібно
враховувати, що на локальному рівні під крапельницею тиск води на одиницю площі
може бути значно вищим. На засолених ґрунтах та при зрошенні мінералізованими
водами краплинне зрошення може посилити строкатість ґрунтових властивостей та
характеристик в зоні крапельниці. Як показало вивчення наукової літератури
грунтово-екологічні аспекти краплинного зрошення в овочевій сівозміні
залишаються не дослідженими.

В результаті обробки літературних джерел
встановлено, що застосування краплинного зрошення в овочевій сівозміні
забезпечує[3, 10, 18, 40, 42, 44, 45]:

- 
високу продуктивність помідора безрозсадного на
рівні 70-100 т/га, помідора розсадного 100-120 т/га, огірка –60-70 т/га, огірка
на шпалері –80-100 т/га, цибулі ріпки –80 –120 т/га, перцю –50-70 т/га, капусти
білоголової до 100 т/га;

- 
створення оптимального водно-повітряного ,
теплового і поживного режимів ґрунту відповідно до біологічних особливостей
розвитку рослин і грунтово-кліматичних умов їх вирощування ;

- 
можливість своєчасного і якісного проведення всіх
агротехнічних прийомів;

- 
економію поливної води, у порівнянні з традиційними
методами зрошення, у 1,5-5,0 разів в залежності від виду культури, схеми
висадки, фази розвитку рослин, кліматичних особливостей і погодних умов;

- 
зменшення витрат енергії на подачу поливної води в
1,5-2,5 рази;

- 
економію добрив за рахунок локального їх внесення з
поливною водою до 30-50 %;

- 
зменшення витрат ручної праці на експлуатацію і
технічне обслуговування систем краплинного зрошення за рахунок повної
автоматизації водорозподілу.

Щодо розвитку негативних явищ при використанні
краплинного зрошення, то тут слід зазначити що цей спосіб вологозабезпечення є
найбільш прийнятним з точки зору підтримання грунтово-екологічних показників на
безпечному рівні. Проте, як відзначалося раніше, в деяких випадках, зокрема при
використанні поливних вод низької якості, недотриманні технології застосування
мікрозрошення, загальній низькій культурі землеробства, все ж можливе
виникнення деяких негативних явищ (активізація сольових процесів, підвищення
вмісту розчинного та поглинутого натрію, втрата структурності ґрунту,
ущільнення, злитизація). В той же час виникнення та швидкість наростання вищезгаданих
явищ при мікрозрошенні у порівнянні з іншими способами зрошення є мінімальною,
а за умови застосування науково обґрунтованих технологій поливного землеробства
можливе не лише високоефективне використання поливних земель, але й збереження
і постійне підвищення родючості ґрунту [2, 26, 38, 46]

Останнім часом в умовах півдня України все частіше і частіше для зрошення
сільськогосподарських культур починають використовувати краплинний спосіб
поливу. За краплинного зрошення, яке характеризується локальним характером
зволоження ґрунту, формується досить складний характер руху вологи з
розчиненими в ній солями та поживними речовинами.

Як випливає з наукових джерел при мікрозрошенні поливними водами різного
складу та якості в умовах України спостерігаються тенденції щодо накопичення
водорозчинних солей у ґрунті, зміна складу їх поглинального комплексу, тобто
розвиток процесів засолення і осолонцювання ґрунту, швидкість та напрямок яких
залежать від кількісних та якісних показників поливної води, режиму зрошення,
кількості та режиму випадання осінньо-зимових опадів [7,
39, 41, 43,].

Ще в 1974 р. Д. Келлєр і Д. Кармелі [20] вказували на те, що максимальне
накопичення водорозчинних солей при локальному характері зволоженні
відбувається на межі контуру зволоження на поверхні ґрунту. Вони рекомендують
підтримувати вологість ґрунту при краплинному зрошенні на
високому рівні для зменшення концентрації порових розчинів.

У дослідженнях проведених С.В. Ярошенком та М.Ф. Сіканом у 1979 р. на
чорноземі звичайному у Запорізькій області було відмічено накопичення токсичних
солей у контурі зволоження на зрошуваному варіанті порівняно з богарою. Автори
звертають увагу на те, що найбільша концентрація солей спостерігається в
горизонті 40-100 см під крапельницею.

Е.І. Бланк і Р.С. Козмиц провівши дослідження в 1981-1982 рр. у центральній
та південній зоні Молдови встановили, що в умовах краплинного зрошення
практично не відбувається накопичення водорозчинних солей, проте
спостерігається збільшення іонів хлору та магнію. На жаль автори не наводять
хімічного складу поливних вод, що використовували для поливу.

Заслуговують на увагу дослідження Ф. В. Унгуряну, проведені у 1983-1985
рр. на чорноземах звичайних важкосуглинкових у центральній частині Молдови.
Автор відмічає накопичення солей на поверхні ґрунту, а також у центрі контуру
зволоження та на його периферії. Кількість солей за два роки зрошення водою з
мінералізацією 0,57-0,87 г/дм³ зросла в горизонті 0-60 см під крапельницею з 0,063 до 0,13 %. Автором виконано прогнозні розрахунки водно-сольового
режиму при різних значеннях мінералізації зрошувальної води, поливної норми та
тривалості міжполивних періодів. На основі виконаних розрахунків він рекомендує
підвищувати поливні норми, збільшувати інтенсивність подачі води та кількість
водовипусків на одиницю площі.

Значний об'єм досліджень з встановлення впливу краплинного зрошення на
властивості ґрунтів було проведено вченими (Ромащенко М.І., 1981, 1995; Панасенко
І.М., Петров В.Б., Гагаріна Е.І., 1984; Орел Т.І., 1990) на системі краплинного
зрошення "Таврія", ґрунти якої представлені чорноземами південними. З
1978 по 1982 рр. полив проводився підземною водою з мінералізацією 1,7-2,0 г/дм³
хлоридно-натрієвого типу, а з 1982 р. водою Північно-Кримського каналу з
мінералізацією 0,4-0,6 г/дм³. Дослідженнями не було виявлено
погіршення структури та ущільнення ґрунту при краплинному зрошенні, на протязі
4 років, що спостерігається при дощуванні (Панасенко І.М., Петров В.Б.,
Гагаріна Е.І., 1984). Автори відмічають, що межа зони соленакопичення практично
співпадає з межею зволоження, при цьому

максимальна кількість солей спостерігається у центрі зони зволоження на
глибині 10-75 см. Підтримання оптимального водно-повітряного режиму ґрунту за
краплинного зрошення веде до збільшення мікроорганізмів у ґрунті, що сприяє
накопиченню органічної речовини і гуміфікації. М. І. Ромащенком (1981) було
встановлено, що з ростом засоленості ґрунту, частка солей, що знаходиться в
ґрунтовому розчині зменшується. Так при засоленості 0,1-0,2 % у ґрунтовому
розчині знаходиться біля 70 % загальної кількості водорозчинних солей, а при
засоленні 1-1,1 % їх частка у ґрунтовому розчині знижується до 10-20 %.

Після переводу системи на прісну воду з Північно-Кримського каналу
відбувається вимивання солей в нижні горизонти ґрунту, що накопилися за
попередні роки зрошення слабомінералізованою водою. Т.І. Орел у своїх
дослідженнях вказує на те, що на протязі 10-12 років краплинне зрошення
викликає зміну гранулометричного складу ґрунту в сторону його оглинення,
погіршення структури, зниження водопроникності, але не відбувається ущільнення
ґрунту та зменшення гумусу. У дослідженнях М.І. Ромащенка (1995) вказується, що
накопичення солей відбувається на зовнішній межі зони зволоження (75-100 см від точки водоподачі). Автор звертає увагу на те, що при завищенні поливних норм, в
центральній частині зони зволоження ґрунту на глибині 150-250 см відбувається вимивання солей в нижні горизонти. Спостерігається тенденція до погіршення
структури, зниження гумусу та підвищення кількості мулистих частинок, при цьому
не відбувається ущільнення ґрунту.

Р. Накауаmа (1982, 1986) відмічає деякі закономірності
розподілу іонів хлору при локальному характері зволоження ґрунту. Навіть при
незначному промивному режимі найменша концентрація іонів хлору знаходиться під
крапельними водовипусками, при цьому найбільша засоленість ґрунту
спостерігається по краях зони зволоження і збільшується з глибиною [47, 48].

З наведених вище закономірностей зміни властивостей ґрунтів у зоні зволоження
можна зробити певні висновки. Всі автори одностайні в тому, що за краплинного
зрошення не відбувається ущільнення ґрунту. Максимальна кількість солей за
результатами одних формується на зовнішній межі зони зволоження, а інших - у
центрі та на периферії. Відмічається погіршення структури та зменшення
кількості гумусу в одних дослідженнях, та відсутність таких змін в інших.

Таким чином, навіть не глибокий аналіз закономірностей перебігу процесів
накопичення водорозчинних солей у ґрунті, зміни в складі ґрунтово поглинального
комплексу, що характеризуються збільшенням поглинутого натрію та магнію при
зменшенні кальцію, зміни структури та короткий огляд літературних даних щодо
впливу зрошення мінералізованими водами на властивості ґрунтів свідчить про
надзвичайну складність цих процесів особливо за локального характеру
зволоження. Тому досить важливою задачею є регулювання водно-сольового режиму
ґрунтів за локального характеру його зволоження мінералізованими водами на
основі вивчення цих процесів у польових умовах.

Зважаючи на те, що в Україні процес відновлення і розвитку
водно-господарської мережі на якісно новому рівні з використанням сучасних
технологій є стратегічним завданням, виникає гостра необхідність ретельного
вивчення всіх складових краплинного зрошення, створення єдиної методичної бази,
а також впровадження загальноприйнятої схеми моніторингу мікрозрошуваних
земель.

Мета роботи: ґрунтово–екологічне обґрунтування
краплинного зрошення в овочевій сівозміні на чорноземі опідзоленому в умовах
Лівобережного Лісостепу .

Для
досягнення поставленої мети необхідно вирішити наступні задачі:

- встановити
вплив краплинного зрошення водою першого класу якості та різних систем
удобрення на динаміку та напрямок змін агрофізичних, фізико-хімічних
властивостей, сольового, водного, температурного та поживного режиму чорнозему
опідзоленого, визначити оптимальні ґрунтово-екологічні параметри краплинного
зрошення, при дотриманні яких товарна продукція буде оптимальною за якіснокількісними
характеристиками.

- виявити
зміни складу та властивостей ґрунтів при тривалому мікрозрошенні водами різної
якості.

- дати ґрунтово-екологічне обґрунтування
технології вирощування овочевих культур за умови краплинного зрошення.

2. ОБ’ЄКТИ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕНЬ

Об’єктами
досліджень є чорноземи опідзолені середньосуглинкові південної частини
Лівобережного Лісостепу України, зрошувальні та підгрунтові води, овочеві,
зернові та кормові культури. Вивчаються різні режими мікрозрошення в поєднанні
з удобренням врозкид, локально та без удобрення порівнянні з богарними
ґрунтами. Вивчення динаміки, напрямку змін ґрунтових процесів, режимів та
властивостей під впливом ґрунтозахисних, водоощадних режимів зрошення ведеться
стаціонарним методом на Харківському стаціонарному досліді Інституту
овочівництва та баштанництва УААН. Схему досліду представлено на рисунках 2.1
та 2.2.

Схему досліду
затверджено методичною комісією ІОБ (таблиця 2.1).

Дози добрив в
овочевій сівозміні на Харківському стаціонарному досліді Інституту овочівництва
та баштанництва УААН в залежності від режиму зрошення та системи удобрення
наведено в таблиці 2.2.