УДК 631.674.5
В.Г.Быков, канд. техн. наук;
Н.В.Данильченко, канд.техн.наук;
Т.Ю.Быкова, инж

Наиболее распространенные технологии полива сельскохозяйственных культур основаны на периодическом аккумулировании оросительной воды в активном слое почвы (поливы по полосам и бороздам, затопление чеков, дождевание). Интенсивность водоподачи при этом - высокая, а дли­тельность полива - кратковременная.
В последние годы разработан ряд новых технологий и технических ре­шений непрерывного водоснабжения растений (синхронное импульсное, прерывистое, медленное и мелкодисперсное дождевание, внутрипочвенное очаговое орошение и др.). Технология непрерывного орошения позволя­ет согласовать интенсивность водоподачи с изменяющейся интенсивностью водопотребления сельскохозяйственных растений в течение суток. Достигаемое при этом рассредоточение поливного тока обеспечивает высокие агрофизиологический и организационно-хозяйственный эффекты, связанные с возможностью непрерывного поддержания влагозапасов в активном слое почвы на заданном оптимальном уровне, повышением урожайности сельскохозяйственных культур, уменьшением диаметров водопроводящей сети, отсутствием водооборота на системе и др.
Учитывая все более широкое применение принципа рассредоточения поливного тока по орошаемому полю, необходимо объективно оценить использование такой технологии в отношении ее влияния на элементы пло­дородия почвы.
Водный, воздушный и питательный режимы почвы в значительной мере зависят от ее механического состава. Почвенные частицы в естествен­ном состоянии соединены в сложную систему микро- и макроагрегатов, состояние их динамично и обуславливает изменение физических свойств почвы.
Агрономически ценные элементы структуры почвы, как правило, не распадаются в воде на первичные элементы и сохраняют свою прочность в течение длительного времени. Другие элементы при соприкосновении с водой постепенно расплываются в бесформенную массу [1, 2, 3]. Почва, имеющая водопрочные агрегаты, обладает высокой порозностью, влагоемкостью и водопроницаемостью. Она глубоко промачивается выпадающими осадками. Благодаря таким свойствам на поверхности почвы не возни­кает поверхностный сток, а, следовательно, исключаются эрозионные процессы. Таким образом, физические свойства почвы при поливах, в том числе при дождевании, могут изменяться. Неблагоприятные измене­ния в пахотном слое почвы могут вызываться крупными каплями дождя, выпадающего с высокой интенсивностью и длительным воздействием. При оптимальном режиме дождевания структура почвы и ее физическое состоя­ние не нарушаются.
Изучено изменение структуры почвы при максимальном рассредоточе­нии поливного тока - ежедневном дождевании в импульсном режиме - и сосредоточенном поливном токе - обычном дождевании. В первом вариан­те использовались импульсные дождеватели «Koломна-15» с насадкой «Роса-3». Объем выброса воды дождевателями составлял 15 л, а продол­жительность - 2,5 с. За выбросом воды следует поворот насадки на 5...7 ° и пауза продолжительностью от 60 до 240 с. Во втором, конт­рольном варианте, использовались дождевальные насадки «Роса-3», по­лив которыми осуществлялся сосредоточенно и непрерывно до выдачи за­данной поливной нормы.
Под влиянием дождевания структура почвы может разрушаться главным образом в верхнем слое [2, 3, 6], в связи с чем изучалось влияние различных технологий дождевания на поверхностный слой почвы. Обычно к лучшим в агрономическом отношении почвам относят такие, ко­торые имеют комковатую и зернистую структуру с преобладанием агрега­тов диаметром 0,5...10 мм [6] . Поэтому изучение влияния полива на агрегатный состав почвы представляет наибольший интерес. Отбор образцов и лабораторный анализ выполнялись по методу Н.И.Саввинова с учетом дополнений Н.М.Шевцова [3] .
Для качественной характеристики полученных результатов использовано понятие коэффициента структурности К0 [1]. Значение коэффициента структурности представляет собой отношение процентных содержаний суммы фракций диаметром от 0,25 до 10 мм к сумме фракций дру­гих имеющихся диаметров [3]. Чем выше коэффициент структурности, тем меньшее число структурных отдельностей поверхностного слоя поч­вы подвергалось действию дождевания в недопустимых формах.
Условия при исследованиях были следующие. Почва участка - обыкно­венный чернозем, карбонатный, по механическому составу - среднесуглинистая пылевато-иловатая, имеет развитый гумусовый горизонт до глу­бины 75...85 см. Пахотный слой представлен тяжелыми суглинками с со­держанием гумуса 2,9%. Объемная масса в верхних горизонтах почвы составляет 1,28 т/м3, а общая порозность – 53%. Наименьшая влагоемкость (ЕВ) в слое 0...40 см составляет 132 мм. Средняя скорость впи­тывания воды в почву за первый час - 0,15 мм/мин, а установившаяся скорость впитывания - 0,03 мм/мин. Почвы незаселенные, грунтовые во­ды находятся ниже 6 м.
Опыт был заложен в яблоневом саду, возделываемом на склоновом участке с уклоном 0,06. На контрольном варианте с обычным дождевани­ем (ОД) оросительная норма выдавалась за 2...4 полива продолжительностью до 6...8 ч каждый, а на варианте синхронного импульсного дож­девания (СИД) подавался круглосуточно, в общей сложности от 68 до 99 суток за сезон. В результате таких режимов полива слой искусст­венных осадков по вариантам опыта был примерно одинаковым, а средняя интенсивность - различной. Так, на варианте ОД средняя интенсивность дождя с учетом перекрытия составляла 0,15 мм/мин, а на варианте СИД - 0,002...0,008 мм/мин. Остальные показатели качества дождя были иден­тичными.
Отбор проб и определение агрегатного состава почвы выполнялись не­сколько раз за вегетационные периоды трех лет наблюдений,при этом точ­ность опыта составляла от 3,1 до 6,3 Анализ результатов исследо­ваний (табл.1) доказывает, что на обоих вариантах агрегатный состав почвы к концу вегетационного периода несколько ухудшился за счет увеличения содержания фракций диаметром менее 0,25 мм. Однако во второй половине вегетации на участке с импульсным дождеванием коэф­фициент структурности почвы был на 4. ..29 % выше, чем на контрольном участке. Следовательно, дождевание в импульсном режиме более благоприятно для почвенной структуры, т.к. здесь меньше разрушают­ся агрегаты с фракциями диаметром 0,5...10 мм, а отдельные агроно­мически ценные агрегаты даже восстанавливаются.

Главной причиной разрушения почвенной структуры при воздействии на нее воды, кроме прямой бомбардировки дождевой каплей, считается взрывная волна воздуха, защемленного в микроагрегатах и вытесняемо­го из почвы [4,6] . Особенно сильное разрушение агрегатов проис­ходит при воздействии интенсивного дождя на сухую почву. Влажная же почва под действием воды разрушается меньше. Отсюда возникли реко­мендации проводить поливы так, чтобы почва насыщалась водой медленно, капиллярно, при постепенном вытеснении воздуха [4]. При опреде­ленной оптимальной влажности почвы вода может улучшать ее структуру независимо от физико-химических и биологических процессов, происхо­дящих в ней [6]. Этим и объясняется структурирование отдельных агро­номически ценных фракций почвы и повышенный коэффициент структур­ности на участке с импульсным дождеванием. Здесь одновременно дей­ствовали степень оптимального увлажнения и технологические особен­ности подачи воды на поверхность почвы, при которых воздух из почвы выходил медленнее, чем при обычном дождевании.
Данные отечественных и зарубежных исследований говорят о том, что при неправильной организации полива и несоответствии интенсив­ности дождя почвенным условиям дождевание может оказывать отрицательное воздействие на почвенную структуру. Это происходит, например, в условиях, когда полив обычным дождеванием проводится с обра­зованием луж [7]. Падение капель на затопленные тонким слоем воды участки почвы порождает добавочную турбулентность жидкости. Образую­щиеся при этом упругие волны усиливают разрушение агрегатов почвы. Кроме того, большая интенсивность дождя вызывает быстрое заиление пор до 90 %. Такие процессы не могут происходить при максимальном рассредоточении поливного тока. Средняя интенсивность дождя при импульсном дождевании в 50…100 раз ниже средней интенсивности дождя любой серийно выпускаемой в настоящее время дождевальной техники. Образование луж и стока воды при импульсном дождевании за все годы вообще не наблюдалось. Все это говорит о перспективности исполь­зования принципа рассредоточения поливного тока воды на поливном участке.

Список использованной литературы

1. Горшков Н. С. Влияние способов полива на некоторые свойства почвы. - Почвоведение, 1966, № 1, с.I8...25.
2. Поспелов A.M. Дождевание. М., Сельхозгиз, 1952.
3. Методическое руководство до исследованию структуры почв при орошении дождеванием. /Под общ.ред. Н.М.Шевцова, Ю.П.Полякова./ Новочеркасск, ЮжНИИГиМ, 1976, 27 с.
4. Агрохимические методы исследования почв. 4-е изд. М., Наука, 1965, 436 с.
5. Вейцман И.Х. Изменение структуры почвы при орошении дождева­нием. - Вестник сельскохозяйственной науки, 1963, № 3.
6. Качинский Н.А. Структура почвы. М., МГУ, 1963.
7. Сластихин В.В. Вопросы мелиорации склонов Молдавии. Кишинев, 1964.