Часть 2
Продолжение. Начало в журнале «Картофельная система» №1, 2021
Как уже говорилось в первой части этой статьи, использование дождевальных машин не приводит к образованию поверхностного стока и эрозии почв, если проект орошения сделан грамотно.
Тем не менее, работа оросительного оборудования все же оказывает влияние на состояние почвы и иногда весьма заметное – например, в тех случаях, когда интенсивность дождевания превышает скорость инфильтрации.
Избежать застоя воды можно, установив на машину спринклеры другого типа или изменив давление. Эти изменения позволят осуществлять полив на большей площади, уменьшив его норму и при этом делая его чаще.
Впрочем, нередки случаи, когда норма внесения воды изначально рассчитана верно, но впитыванию влаги мешает образовавшаяся почвенная корка. Бороться с коркой можно путем нанесения на поверхность поля полиакриламида (PAM). Полимер препятствует уплотнению земли и таким образом предотвращает появление эрозий.
Увеличить скорость инфильтрации воды можно также с помощью рыхления и других приемов почвенной обработки – в том числе, метода резервуарной обработки (суть его заключается в том, что между гребнями в почве делаются углубления, предотвращающие сток воды).
В штате Айдахо (США), на картофельных полях, оснащенных системами кругового орошения, в течение трех вегетационных сезонов проводилось исследование, целью которого было изучение влияния противоэрозионных способов обработки почвы (в сравнении со стандартными) на равномерность распределения влаги по полю и показатели урожайности культуры.
Опытные делянки на полях были выделены таким образом, чтобы часть участков под крайними пролетами оросительной системы, где наблюдались самые высокие нормы полива, обрабатывалась по стандартной схеме, а часть – методом резервуарной обработки.
Почва представляла собой илистый суглинок, а рельеф участков варьировался от почти ровного до 5% уклонов.
Оросительные системы были оснащены спринклерами на спускающих шлангах (трубках), спринклерах на штанге и вращающимися с рабочим давлением 138 кПа.
За три года внедрение метода резервуарной обработки привело к снижению потерь от стока до менее 1% от внесенной воды (при условии, когда они оставалась неповрежденными).
Средняя влажность почвы повысилась на 18%. Кроме того, статистический анализ показал, что внедрение специальной обработки значительно увеличило процент доступной воды в верхних 65 см корневой зоны (P = 0.01). Использование полиакриламида для обработки почвы (PAM) повысило урожайность на 21%, а содержание товарных клубней увеличилось до 64% на обычных участках и до 68% на участках с резервуарной обработкой. Таким образом, резервуарный тип обработки почвы значительно повысил урожайность, а вот типы спринклеров не оказали на этот показатель значительного влияния.
Известно, что ранее полиакриламид (PAM), вносимый на поля, орошаемые по бороздам, с нормой около 1 кг на гектар, усиливает инфильтрацию и позволяет контролировать водную эрозию. Растворенный в воде PAM контактирует с поверхностью почвы и предохраняет ее от отслоения, вызванного сдвигом, за счет повышения сцепления частиц, тем самым предотвращая перенос со стоком.
Основываясь этом факте, многие аграрии заинтересованы в использовании PAM на участках, где работают дождевальные машины. Отметим, что при внедрении дождевания очень важно правильно отрегулировать размер капель и интенсивность полива, чтобы структура почвы не разрушалась. В противном случае поверхность почвы покрывается коркой, что приводит к снижению скорости впитывания влаги, последующему стеканию воды и потере части плодородной земли.
Полевые исследования показывают, что значительное и продолжительное усиление инфильтрации, а также контроль стока и эрозии могут быть достигнуты на всех изученных типах почвы при однократном внесении 1 кг PAM на гектар. В илистых суглинках обработка Fluvisol PAM снизила эрозию примерно на 64%, на паровых участках – на 76%, инфильтрация увеличилась на 34% и 18% соответственно. На песчаных почвах результаты применения Fluvisol были более впечатляющими: внесение PAM снизило эрозию почвы на 98% (96% на паровых участках) и увеличило инфильтрацию на 47% и 45% соответственно.
Что делает PAM? При использовании в соответствии со стандартом NRCS, полиакриламид увеличивает инфильтрацию в дополнение к почти полному устранению эрозии борозд. Увеличение процента инфильтрации зависит от нескольких свойств почвы, особенно от ее текстуры. В илистых суглинистых почвах наблюдается увеличение чистой инфильтрации примерно на 15% и увеличение бокового увлажнения гребней из неглубоких борозд между низкими плоскими грядками.
PAM сохраняет более проницаемую структуру пор при образовании поверхностных уплотнений во время орошения, что позволяет увеличить инфильтрацию и способствует росту урожайности на наклонных участках. Данный факт объясняется тем, что PAM удерживает верхний слой почвы на месте (а вместе с ним удерживает также фосфор, азот, пестициды).
Может ли PAM проходить через спринклеры? Опыты, проведенные в штатах Вашингтон и Айдахо, доказали, что распределение PAM непосредственно через спринклерные системы снижает площадь затопления поверхности и сток и способствует более равномерному росту растений благодаря более равномерному распределению воды. Затраты на PAM исследователи оценили в 5-8 долларов за акр.
При рассмотрении потенциальных преимуществ PAM эта способность увеличивать объем впитывания воды без стока или образования луж и поверхностной корки становится особенно ценной в условиях жаркого лета, когда круговым машинам трудно обеспечить потребности растений в воде из-за проектных ограничений в пики жары.
Нужно ли вносить какие-либо изменения в организацию полива при использовании PAM? Да. PAM способствует более высокой скорости инфильтрации на протяжении всего процесса орошения, поэтому если схема полива не скорректирована, некоторые участки могут получить излишний объем влаги.
На полях с уклоном (> 2%) скорость инфильтрации грунта обычно ниже, и вода быстро продвигается по полю. Улучшенная инфильтрация и более длительное время прохождения борозды в результате обработки PAM в этом случае не приведут к проблемам. Однако на очень крутых склонах PAM может увеличить чистую инфильтрацию, чтобы оправдать сокращение установленного времени полива (то есть в почву будет попадать больше воды за более короткое время).
На полях с пологими бороздами (0-0.5%) и особенно в бороздах без проходимости инфильтрация может быть относительно высокой, а время продвижения при использовании PAM чрезмерно длительным, что приведет к неравномерному поливу. Проблема будет особенно острой, если приток не будет увеличиваться. PAM позволяет аграриям увеличивать приток без роста потерь от эрозии борозды. Наращивание начального объема потока значительно сокращает время продвижения и уравнивает время впитывания для верхней и нижней частей поля.
Полиакриламид может контролировать водную эрозию почвы, однако результаты его применения, как и результаты внедрения многих других агротехнических приемов, будут варьироваться от поля к полю.
По материалам сайта potatoes.news
