Полив за тензіометрами

Критичні періоди

Відомо, що існують відносно короткі періоди в житті рослин, протягом яких навіть незначне зниження вологості ґрунту за межі оптимального діапазону призводить до значних втрат урожаю. Такі періоди називають критичними. Критичний період вологозабезпеченості більшості овочевих культур припадає на час, коли формуються органи плодоношення, тобто це час, який передує цвітінню або безпосередньо збігається з ним. Навіть незначна нестача вологи в цей період помітно затримує поділ і розтягнення клітин, що призводить до призупинення диференціації генеративних органів і різкого зменшення бутонів у суцвітті. 

У дворічних овочевих рослин, таких як капуста білоголова, цибуля ріпчаста, морква, буряки столові, коли їх вирощують заради продуктивних органів (головок, цибулин, коренеплодів) у перший рік життя такий період відсутній. Водночас стійкість цих культур до вмісту вологи в ґрунті протягом першої вегетації неоднакова. 

Нестача вологи в період проростання насіння або приживлювання розсади призводить до затримання появи сходів і навіть до їх загибелі. Після появи сходів більшість рослин задовільно росте за помірного зволоження ґрунту, однак під час інтенсивного росту вегетативних і продуктивних органів витрати води значно підвищуються. Підвищена вимогливість до вологи в цей період в огірків, томатів, коренеплодів, капусти, салату. Нестача вологи призводить до формування невеликих плодів, збільшення в них умісту клітковини. 

Перезволоження – теж проблема. Надмірний уміст вологи в ґрунті, як і її нестача, негативно позначається на рості та розвитку рослин. Так, за тривалого перезволоження, тобто за вологості ґрунту понад 90% від граничної польової вологомісткості, змінюється співвідношення між рідкою і газоподібною фазами ґрунту: порушується аерація ґрунту, внаслідок чого розвиваються кореневі гнилі, пригнічується азотфіксація. За надмірного зволоження знижується товарність і якість плодів: вони стають водянистими, несмачними, а деякі втрачають товарний вигляд. Наприклад, розтріскуються коренеплоди моркви і буряків, головки капусти. 

Також відомо, що термін закінчення поливів має значний вплив на якість зберігання плодів, а також на їхній біохімічний склад. Доведено, що вегетаційні поливи овочевих рослин, продукцію яких планують зберігати, слід припиняти: на моркві, капусті білоголовій та картоплі – за 12-14 днів до збирання врожаю, на буряках столових – за 15-20, на цибулі ріпчастій – за 10-12 днів. Це стосується також томатів, які вирощують для переробки на томатну пасту. Для накопичення максимального вмісту в плодах сухих речовин вегетаційні поливи краще закінчити за 10-12 днів до збирання.

Польові прилади

Тензіометричний метод визначення вологості ґрунту передбачає встановлення у полі тензіометрів. Конструкція механічного тензіометра доволі проста, його основні елементи: вакуумметр, водна камера і керамічний зонд. Датчик заглиблюють у ґрунт і наповнюють водою, потім герметично закривають. Під час поливу волога з ґрунту надходить до тензіометра, розрідження зменшується – потенціал води падає, водночас стрілка вакуумметра пересувається у напрямку «0». Зі зменшенням вмісту вологи в ґрунті через сумарне вологоспоживання рослинами розрідження збільшується. 

Технічно зручніший, але дорожчий варіант – станція онлайн-моніторингу вологості ґрунту, яка складається з електронних тензіометричних датчиків, автономного універсального контролера для збирання, оброблення й передачі даних через інтернет, сонячної батареї. Така станція дає можливість контролювати вологість ґрунту в режимі онлайн.

Призначення поливів

Поливи призначають за умови зниження вологості ґрунту кореневого шару рослин до передполивного значення за показаннями тензіометрів. 

Тензіометричні дані збирають для кожної культури окремо. Різні культури, наприклад капуста й огірки, споживають ґрунтову вологу неоднаково, навіть якщо висаджені на одній ділянці. Величини норми поливу для цих культур різняться, як і передполивні рівні вологості ґрунту. Навіть водоспоживання окремих сортів чи гібридів в межах однієї культури може відрізнятися (особливо якщо самі гібриди мають значні відмінності в морфології, як-от високорослі й низькорослі томати). Відповідно, кожну культуру на полі обліковують окремо. Якщо є можливість, то окремо обліковують кожен сорт або гібрид. 

Щоб отримувати об’єктивні результати і мати можливість порівнювати дані, для кожної культури або поля використовують кілька тензіометрів AQUATEC різної модифікації (від 10 до 50-60 см глибини). Вибір конкретного місця встановлення залежить від ґрунтових умов, конструкції системи зрошення, техніки та організації поливу. В умовах крапельного зрошення в рядах овочевих культур тензіометри зазвичай встановлюють у 2-3 контрольних місцях між краплинними водовипусками - крапельницями на відстані 10-15 см від осі поливного трубопроводу (поливної стрічки) в кожній зоні одночасного поливу (поливного модуля, ділянки, клітки). 

Для овочевих культур, в яких основна частина кореневої системи зосереджена у товщі ґрунту до 50 см, тензіометри встановлюють у початковій фазі росту і розвитку на глибині 10-20 см, а після проникнення фізіологічно активного коріння в глибші шари встановлюють, як правило, додаткові тензіометри на глибині 25-40 см.

Досвід на капусті й цибулі

Досвідом використання тензіометрів AQUATEC ділиться Сергій Матяж, фермер із Білгород-Дністровського району Одеської області. 

«Наше господарство вирощує овочі на крапельному зрошенні. У сівозміні маємо озиму цибулю, капусту пізню білоголову, сою, буркун. Тензіометрами я зацікавився після відвідання виставок, адже розумів, що треба оцінювати не тільки кількість води в ґрунті, а й її рухливість, доступність рослинам. 

На початку нинішнього сезону придбав механічні тензіометри AQUATEC вітчизняного виробництва, встановив їх по два на ділянках зрошення капусти й цибулі на глибині 15-20 см. Особисто я рекомендую встановлювати тензіометри для кожної овочевої культури окремо, адже для них норми поливу різні залежно від їх виду, схеми сівби, передполивної вологості, глибини зволоження за фазами розвитку рослин та властивостей ґрунту.

Робота з тензіометрами

У роботі з тензіометрами варто звертати увагу на деякі нюанси. Наприклад, якщо поливи проводити несвоєчасно, то у водній камері тензіометра накопичується повітря з ґрунту. Це недобре, адже наявність повітря у водній камері впливає на точність вимірювання капілярного потенціалу ґрунтової вологи. У такому разі виробник - компанія "АКВАТЕК" рекомендує 1-2 рази за місяць проводити профілактичне дозаправлення приладів водою (дистильованою, прокип'яченою і охолодженою) безпосередньо в полі. Це можна робити так: не витягуючи тензіометра з ґрунту, відкрити кульовий кран. Тензіометр заповнити чистою водою, потім закрити кульовий кран. Знімати показання тензіометрів після дозаправлення водою треба через добу. 

Зазначу, що мені процедуру дозаправлення тензіометрів проводити доводилося лише один чи два рази. Наприклад, після збирання озимої цибулі, на полі якої були встановлені тензіометри, я відкрив вологомір, що працював там протягом трьох поливних місяців. Повітря у водній камері не було, хоча я жодного разу не доливав у прилад воду. Це свідчить про те, що поливи на полі ми проводили своєчасно. Власне кажучи, про це говорить і зібраний урожай: 80 т/га. 

Хочу додати, що тензіометри мають невелику інерційність, на яку впливають різноманітні фактори: ґрунтові умови, інтенсивність надходження поливної води до кореневої системи рослин, розподіл вологи перед поливом. Коли зволоження відбувається в ненасиченому вологою ґрунті, тензіометри реагують на полив не одразу, а через годину-півтори. Після поливу напрям руху вологи змінюється з висхідного на низхідний, тобто волога починає рухатися зверху вниз. Такі особливості слід враховувати, щоб не спричинити надмірне перезволоження рослин».

Економія ресурсів

Вадим Скидан, який працює головним агрономом ПСП «Схід-Авіа-Агро» Балаклійського району Харківської області, розповідає, що три роки тому його господарство почало вирощувати овочі на крапельному зрошенні

«У цілому зрошуємо 160 га, із них 35 га овочів: часник, цибуля, морква, картопля. Поливну воду використовуємо із Сіверського Донця – це головна водна артерія Східної України. Перший рік поливали без датчиків вологості ґрунту, а коли в кінці вегетації проаналізували поливний сезон, то зрозуміли, що нераціонально і непродуктивно використовували поливну воду. Деякі ділянки пересушували, натомість інші – перезволожували, мали перевитрати електроенергії. Постало питання щодо придбання вологомірів. 

Другий рік поливаємо за показаннями тензіометрів. Тримаємо не менше 70 % польової вологості ґрунту, врожайність овочів маємо на 15-20% вище за середню. 

Інструкція до приладів містить чітку інформацію, як їх встановлювати, експлуатувати, як переводити значення тиску у вологість ґрунту. Дозаправлення тензіометрів чистою водою проводимо два-три рази за сезон, адже наявність повітря в тензіометрі впливає на точність вимірювання. Єдиний нюанс – вітчизняні тензіометри не витримують морозів, тож у холодний період року їх не можна залишати в ґрунті. 

Доцільно на початку роботи з приладами вести журнал поливів, в який записувати контрольні показники тензіометрів на початку поливу і час, коли вологість досягла польової. Це дає змогу зорієнтуватися, скільки потрібно поливної води».

Обчислення норми поливу

Норма поливу — це об’єм води, який подається на одиницю площі за один полив. Вона вимірюється у м³/га, мм шару води або л/м². Розрахункове значення поливної норми для умов краплинного зрошення, м³/га, можна визначити за формулою видатного вченого-меліоратора Олексія Миколайовича Костякова з урахуванням локального зволоження:

Найменша вологомісткість ґрунту (НВ)

Найменша вологомісткість ґрунту (НВ), яку також називають граничною польовою вологомісткістю – це найбільша кількість капілярно-підвішеної вологи, яку може утримувати ґрунт у природних умовах після стікання надлишку води, за відсутності випаровування і додаткового притоку вологи, за умови глибокого залягання ґрунтових вод. На графіку наведені різні значення НВ ґрунту залежно від гранулометричного його складу. 

Розрахунковий шар ґрунту обумовлюється зазвичай глибиною кореневої системи рослин, але для багатострічкового висіву (садіння) також має значення схема і розміщення поливних трубопроводів, щоб забезпечити рівномірність поливу за шириною смуги зволоження. 

Частка зрошуваної площі залежить від фактичної ширини смуги зволоження рослин, яка, своєю чергою, залежить від найменшої вологомісткості та розрахункового шару ґрунту (глибини зволоження).

Взаємозв’язок тензіометричного тиску із вологістю ґрунту (таблиця)

Для кожного типу ґрунту існує залежність між величиною тензіометричного тиску (капілярного потенціалу ґрунтової вологи) і вологістю ґрунту (таблиця). Ці залежності є узагальненими для більшості ґрунтів. Для конкретної ділянки зрошення їх рекомендовано визначати експериментально в польових умовах разом із дослідженням найменшої вологомісткості ґрунту.

Графік для визначення ширини смуги зволоження за заданою глибиною зволоження для ґрунтів із різними значеннями НВ (рисунок)


Наведемо приклад

Наведемо приклад розрахунку норми поливу томатів у період наливу – достигання плодів на крапельному зрошенні. Ґрунт середньосуглинковий. Найменша вологомісткість становить 31 % від об’єму. Схема висіву рослин 1,0 + 0,4 × 0,3 – 0,35 м. Один поливний трубопровід розміщується в середині меншого міжряддя шириною 0,4 м. Відстань між поливними трубопроводами становить 1,4 м. 

Контроль за вологістю ґрунту проводиться тензіометрами, які встановлені у шарі ґрунту 20-30 см. 

Рекомендовано у фазу наливу – достигання плодів томатів підтримувати передполивну вологість на рівні 75 % від НВ (0,75 НВ), що відповідає тензіометричному тиску на середньосуглинковому ґрунті -44 кПа (таблиця). Розрахунковий шар ґрунту становить 0,4 м. Ширина смуги зволоження – 0,75 м. Частка зрошуваної площі – (0,54 (0,75 ÷ 1,4). 

Підставляємо ці дані у формулу й отримуємо, що розрахункова норма поливу томатів дорівнює: 

m = 100 × 0,4 × 0,54 × (31 - 0,75 × 31) = 167 м³/га 

Фактичну норму поливу обчислюють, враховуючи поправочний коефіцієнт на інтенсивність сумарного водоспоживання рослин під час поливу і рівномірність водоподачі, який становить близько 1,10 - 1,15. 

Фактична норма поливу томатів дорівнює: 

m = 167 × 1,15 = 192 м³/га 

Підкреслимо, що потребу в поливі визначають індивідуально для кожного поля і для кожної дати. Якщо середнє значення тензіометричного тиску на тензіометрах становить -58 кПа, що відповідає 70 % від НВ для середньосуглинкового ґрунту, то у формулу підставляємо (31 - 0,70 × 31). Якщо -50 кПа, то, відповідно, формула матиме такий вигляд: (31 - 0,73 × 31).

Фермери, які працюють із тензіометрами

Фермери, які працюють із тензіометрами, за кілька тижнів постійного моніторингу призвичаюються до особливостей конкретного поля й культури. І визначають норму поливу, точніше об’єм води, поданий на ділянку зрошення, за зміною значень тензіометричного тиску під час поливу. За показаннями верхніх приладів призначають полив, а за показаннями нижніх – припиняють його. Зрошують доти, поки величини тензіометричного тиску в інтервалі глибини, де встановлені тензіометри, не досягнуть значень НВ. Враховуючи вологість перед поливом, водопроникність ґрунту, інтенсивність надходження поливної води з краплинних водовипусків, щоб не перезволожити нижчі горизонти ґрунту. 

Узагальнено увесь інтервал капілярного потенціалу ґрунтової вологи, що вимірюється тензіометрами, розподіляється на кілька діапазонів для більшості агрокультур: 

• від 0 до -10 кПа: полив не потрібен, а якщо його провели до цього, то слід припинити, щоб запобігти фільтрації у нижчі горизонти; 

• від -10 до -30 кПа: поливають вологолюбні культури (овочеві, ягідні); 

• від -30 до -60 кПа: поливають посухостійкі культури (зернові); 

• нижче -60 кПа: вологозабезпеченість більшості рослин недостатня, продуктивність знижена. 


Використання тензіометричного методу в управлінні водним режимом зрошуваних ґрунтів дає можливість значно підвищити точність й оперативність отримання вихідної інформації для створення і підтримання оптимальної вологості ґрунту кореневої системи рослин та сприяти ефективному використанню зрошуваних земель.

Автори - Ольга Павелківська, канд. с.-г. наук, Олександр Павелківський, керівник компанії "Акватек"

Cookie-файли
Налаштування Сookie-файлів
Детальна інформація про цілі обробки даних і постачальників, які ми використовуємо на наших сайтах
Аналітичні Cookie-файли Відключити все
Технічні Cookie-файли
Інші Cookie-файли
Ми використовуємо файли Cookie для поліпшення роботи, персоналізації та підвищення зручності користування нашим сайтом. Продовжуючи відвідувати сайт, ви погоджуєтеся на використання нами файлів Cookie. Детальніше про нашу політику щодо Cookie.
Налаштувати Прийняти все
Cookies