Орошение как путь повышения продуктивности растений; его физиологические основы

Примерно 1/3 поверхности суши за­нимают области, где обнаруживается дефицит влаги; половина этой площади (около 12% поверхности Земли) является крайне засушливой. Районы с избытком осадков занимают менее 9% поверхности суши. Если годовые осадки превышают годовое испарение, то говорят о гумидной зоне, в обратном случае — об аридной. Многие сельскохозяйственные районы расположены в аридных зонах, где земледелие возможно только благодаря искусственному орошению.

Очевидно, в аридных и близких к ним зонах для сельскохо­зяйственных культур важно знать физиологические показатели, характеризующие водный режим тканей, и, пользуясь ими, определять срок полива и его продолжительность.

Периодически повторяющиеся засухи и суховеи наносят огромный ущерб сельскому хозяйству. Искусственное орошение входит в систему мероприятий по борьбе с засухой. Суть его за­ключается в установлении рационального поливного режима и системы питания растений в разных почвенно-климатических районах.

Среди многочисленных проблем поливного режима сельско­хозяйственных культур наиболее важен вопрос о верхней и нижней границах допустимой влажности почвы в активном корнеобитаемом слое.

Верхний предел доступной почвенной влаги называют полевой влагоемкостью. Если влажность по­чвы превышает полевую влагоемкость, то избыточная влага, несмотря на ее доступность, оказывается малополезной для растений из-за недостатка кислорода. При иссушении почвы до влажности устойчивого завядания (нижний предел доступной влаги) растение страдает от острой почвенной засухи, неблаго­приятно сказывающейся на всей его дальнейшей жизнедеятель­ности, в том числе и величине урожая.

Влажность устойчивого завядания не может служить рас­четным и диагностирующим показателем для определения сро­ков и норм полива, так как снижение урожайности при почвен­ной засухе вызывается в основном не завяданием растений, а постоянным водным дефицитом в их тканях. Этот дефицит появляется в растениях при такой влажности почвы, при кото­рой ее водоудерживающая сила препятствует полному вырав­ниванию водного дефицита.

Несмотря на то, что вода в интервале от полевой влагоемкости до влажности устойчивого завядания для растений прак­тически доступна, степень ее доступности в пределах указанно­го интервала неодинакова. В практике орошаемого земледелия очень важно правильно определить то состояние влажности почвы, ниже которой замедляются и нарушаются нормальные физиологические процессы, уменьшается накопление органиче­ской массы и снижается урожай. Такое состояние влажности почвы называют нижним пределом оптимальной влажности.

Потребность растений в воде в течение вегетации, а следо­вательно, величина нижнего предела оптимальной влажности почвы зависит от фаз развития растения, особенностей почвен-но-гидрологических (плодородие почвы, засоление и минерали зация грунтовых вод) и климатических условий, уровня агро­техники и запланированной величины урожая, а также от наличия или отсутствия критических периодов, характеризую­щихся острым недостатком воды. Так, для хлопчатника на ти­пичных сероземах эти величины составляют: до цвете­ния — 75 % полевой влагоемкости, в период цветения — плодо-образования — 70, в период созревания урожая — 60% от поле­вой влагоемкости. В зависимости от особенностей сорта этот уровень может несколько отклоняться в сторону более высокой влажности для скороспелых сортов и в сторону пониженной влажности для позднеспелых сортов.

Однако в производственных условиях определение сроков полива по влажности почвы очень трудоемко, хотя и приме­няется для горизонта почвы на глубине 30 — 40 см. Разрабо­таны методы определения сроков полива исходя из состояния растения: уровня оводненности листьев, их осмотического да­вления, степени отверстости устьиц и способности выделять пасоку. Наибольшее распространение получил метод определе­ния сосущей силы листьев в разных условиях водного режима растений. В настоящее время известны для различных культур критические величины сосущей силы листьев, коррелирующие с тем состоянием водного режима растений, которое еще не вызывает нарушений обмена веществ, и проведенный вовремя полив обычно приводит к повышению урожая. Например, ве­личины сосущей силы листьев яровой пшеницы в фазу куще­ния — трубкования равны 0,81—0,91 МПа, в период трубкова­ния — колошения — 1,0—1,1 и 1,11 — 1,21 МПа — в период на­лива зерна. Разработка физиологических показателей, позво­ляющих наиболее точно и экономно поливать растения в условиях засушливых сельскохозяйственных зон, — обяза­тельный элемент высокой культуры орошаемого земледелия.

Орошение — один из приемов мелиорации (радикального улучшения почв). Для заболоченных почв мелиорация состоит в осушении и известковании, для засоленных — в гипсовании и промывке.

К основным способам орошения относится:

• полив по бороздам водой, подаваемой насосом или из оросительного канала;
• разбрызгиванием воды из специально проложенных труб;
• аэрозольное орошение — орошение мельчайшими каплями воды для регулирования температуры и влажности приземного слоя атмосферы;
• подпочвенное (внутрипочвенное) орошение — орошение земель путем подачи воды непосредственно в корнеобитаемую зону;
• лиманное орошение — глубокое одноразовое весеннее увлажнение почвы водами местного стока.
• дождевание — орошение с использованием самоходных и несамоходных систем кругового или фронтального типа.