HomeРазноеПолив подпочвенный: Подпочвенное орошение

Полив подпочвенный: Подпочвенное орошение

Содержание

Подпочвенное орошение

Подпочвенное орошение, как один из перспективных способов полива, привлекает все большее внимание исследователей. Данные ученых многих стран говорят о высокой эффективности подпочвенного орошения. Широко применяемые сейчас способы полива — поверхностное орошение и дождевание — имеют существенные недостатки: разрушается структура почвы, много воды уходит на испарение, создаются условия для возникновения болезней, на последующую обработку почвы затрачивается много труда и средств.

При подпочвенном орошении вода поступает непосредственно к корневой системе растений. Ее запасы равномерно распределяются в нижних слоях почвы, защищенных от испарения, и долго сохраняются. Поэтому снижается количество воды, подаваемой на орошение, повышается коэффициент ее полезного использования. Создаются благоприятные условия для жизнедеятельности полезных почвенных бактерий, в первую очередь нитрифицирующих, затруднено распространение вирусных и грибковых заболеваний растений.

Верхний слой почвы увлажняется слабо. Мелкоукоренившиеся сорняки гибнут от недостатка влаги. Поскольку нет нужды в послеполивной обработке почвы, ее структура не разрушается. Затраты труда на подпочвенный полив ниже, чем при поверхностных поливах и дождевании. Отсутсвие на поверхности почвы борозд и валиков временных оросителей позволяет вести перекрестную обработку полей. Подача воды легко регулируется в необходимых дозах.

Вместе с водой можно вносить удобрения непосредственно к корням растений. Процесс подачи воды можно легко автоматизировать, что повысит производительность труда поливальщиков и значительно улучшит условия их работы.

Системы подпочвенного орошения используют для двустороннего регулирования режима влажности почвы. В период весеннего снеготаяния по системе отводится избыточная влага, и это ускоряет созревание почвы, а в вегетационный период, когда влаги в почве недостаточно для оптимального развития растений, вода по системе подпочвенных увлажнителей подается к корням растений.

В настоящее время в России подпочвенное орошение делят на три основных вида:

  • Технические способы подпочвенного орошения — по уложенным на некоторой глубине от поверхности почвы искусственным трубам;
  • Подпочвенное орошение за счет подъема и регулирования уровня пресных грунтовых вод;
  • Машинные способы подпочвенного орошения.

Кроме этого, применяется и кротовое подпочвенное орошение.

ROOTGUARD® ПОДЗЕМНЫЙ ПОЛИВ

ROOTGUARD®инновационный продукт для систем капельного орошения. Подземный капельный полив нового поколения.

 

ROOTGUARD® — торговая марка, принадлежащая Geoflow Inc. и производящаяся Metzerplas по лицензии. Технология

ROOTGUARD® предохраняет капельницы от проникновения корней посредством длительного управляемого выделения в почву препарата Treflan®, что обеспечивает надежную работу системы капельного орошения в течение многих лет.

Treflan® — локальный ингибитор роста корней.

В первых системах подземного орошения он применялся в виде самостоятельного препарата, который добавляли в поливную воду несколько раз за сезон, чтобы затормозить рост корней вблизи капельниц. Эта технология была первым шагом в использовании подземной системы капельного орошения. Treflan® не токсичен и не считается вредным для окружающей среды веществом. Он поглощается частицами почвы и не проникает в грунтовую воду.
Капельницы обычного типа, размещенные в почве, требуют от 2-х до 4-х поливов в сезон с добавлением препарата Treflan®. Тем не менее это не дает надежной гарантии от проникновения корней в капельницы и требует достаточно больших дозировок гербицида.

Технология ROOTGUARD® стала революционным шагом в развитии внутрипочвенного капельного орошения. С ее появлением, а так же с разработкой новых, современных конструкций капельниц, были преодолены все проблемы, связанные с этим видом капельного орошения.

Преимущества ROOTGUARD® по сравнению с обычными капельными системами при подземном орошении:
— При использовании ROOTGUARD® не нужно вводить в почву значительные дозы Трефлана.
— ROOTGUARD® использует Трефлан более эффективно, равномерно и экономно по сравнению с вводом его в виде раствора.
— Простота использования. Не нужны дополнительные работы.

— Значительная экономия средств и трудозатрат.

Многолетние насаждения

Использование подземного капельного орошения для многолетних насаждений является наиболее современным и прогрессивным в садоводстве, виноградарстве, садово-парковом хозяйстве и ландшафтном дизайне.
Расположенные в почве трубки, произведенные по технологии ROOTGUARD®, позволяют надежно и долго эксплуатировать такие системы.
Отсутствие трубок на поверхности почвы дает возможность для работы любых машин и механизмов без повреждения оросительной системы.
В условиях возрастающего дефицита воды, экономичность подобных систем, позволяющих расходовать воду в значительно меньших объемах, также является бесспорным преимуществом подземного капельного орошения.
При использовании таких систем в озеленении и ландшафтном дизайне, трубки, лежащие на поверхности, отсутствуют и не портят эстетическое восприятие зеленых насаждений.

Низкий уровень эксплуатационных расходов делает подобные системы экономически выгодными по сравнению с обычными системами, несмотря на незначительное увеличение затрат при их строительстве.
Высокая долговечность системы орошения. При температуре почвы порядка 15 градусов Цельсия система надежно работает не менее 18 лет. При более высоких температурах выделение Treflan® в почву ускоряется, и срок службы системы снижается.
Капельные системы орошения на основе технологии ROOTGUARD® — это наиболее прогрессивное и современное решение для мелиорации.

С возникновением революционной системы Rootguard подпочвенный капельный полив стал более доступным и эффективным.

Использование капельного полива для сельскохозяйственных культур – новое направление в ирригации

История внедрения капельного полива началась с развития технологии стерневого посева и нулевой обработки почвы. В течение 15 лет компании предлагают кукурузоводам подпочвенную капельную систему для полива кукурузы.

 

 

 

Быстрая установка на земельном участке

 

Технология включает в себя одновременную укладку нескольких поливных линий при помощи трубоукладчика или траншейного экскаватора на глубину 30-40 см. Капельные трубки закапывают в почву, и в таком положении они могут находиться по крайней мере 20 лет. Оставшаяся часть установочного процесса похожа на установку любой другой подпочвенной капельной системы полива. Системы фильтрации, вентиляции и дренажа, так же, как и система самоочистки, проектируются в соответствии со скоростью потока и рабочим давлением системы. В 80% случаев капельные линии располагают с интервалом 13 м, с расстоянием между эмиттерами 0,6 м и скоростью потока 1 л/ч. Таким образом, независимо от планировки оборудования все растения кукурузы хорошо снабжаются водой.

 

Фермер, как правило, начинает с укладки трубопровода системы капельного орошения, а затем создает первичную и вторичную сети трубопроводов. Время монтажа зависит от типа почвы. За день можно охватить от 4 до 6 га. Самой длительной и наиболее сложной фазой является присоединение всех капельных линий к боковым и основным каналам.

 

Автоматизация полива

Преимущества технологии

 

Первое и основное преимущество – простота в использовании. Автоматизация капельного полива помогает фермеру затрачивать меньше времени на установку, настройку и управление системой. Также меньший ущерб наносится окружающей среде. Расход воды на 15-30% меньше по сравнению со спринклерным орошением (дождеванием) (фото 4). Все зависит от типа почвы и динамики влажности почвы. Таким образом фермер рационально использует воду и улучшает экономические показатели.

Предоставив альтернативу выбора как сторонникам, так и противникам ирригации, подпочвенный капельный полив дает возможность фермерам выращивать зерновые культуры с высоким потреблением воды. Однако, несмотря на стратегическую важность этих культур, ирригация не у всех вызывает одобрение – некоторые высказывают претензии из-за большого расхода воды.

 

Внедрение технологии капельного полива имеет широкую перспективу

 

Кукуруза – не единственная сельскохозяйственная культура, которую можно выращивать на подпочвенном капельном поливе, этим методом можно орошать все злаковые и масличные культуры. Отличие будет заключаться лишь в расстоянии между рядами, которое зависит от схемы посева конкретной культуры. Цена выгодно отличается от цены спринклерного полива. По сравнению со спринклерной системой цена/га примерно одинакова или даже меньше, особенно если площадь орошаемых земель составляет менее 25 га. Объясняется это тем, что решающими факторами, влияющими на рентабельность такой установки, является общая площадь поля и ее разбивка.

Главное преимущество – ФЕРТИГАЦИЯ

Это сильная сторона такой системы. Так как эмиттеры расположены в прикорневой зоне, внесение удобрений достигает максимального эффекта.

 

 

Распределяя удобрения и применяя их, когда растение наиболее нуждается в них, фермер получает средство управления, которое позволяет ему контролировать рост урожайности. Более того, используя меньше установок на 1 га, фермер сокращает затраты.

 

Заключение

 

Данная технология является эффективной, и все больше и больше фермеров приходят к убеждению в этом. У нее мало недостатков, за исключением проблем, связанных с культивированием почвы. Трубы не разлагаются под действием микроорганизмов и, кроме того, могут быть легко извлечены из грунта после 20 лет использования. Будучи собранными один раз, они могут использоваться повторно. На сегодняшний день единственным препятствием для этого вида полива является то, что общественность (широкие массы) не знает о существовании подобной технологии.

Поливаем правильно

Сколько воды пьют садовые растения?

Вода является составляющей частью любого растения. И если ее недостаточно, то растения рано стареют, дают мелкие плоды и погибают. Это относится и к садовым деревьям. Атмосферные осадки распределяются неравномерно, а деревья особенно нуждаются в воде после цветения, при завязывании и наливе плодов. В это время без поливов не обойтись.

  • Сколько воды нужно деревьям?

Когда и как поливать сад, напрямую зависит от погоды, иссушения почвы и потребности самих растений. Частые поверхностные поливы никакой пользы не приносят, поскольку корневая система у взрослых деревьев располагается на глубине от 50 до 70 см.

Примерная норма полива для 3—5-летних деревьев — 5—8 ведер воды на один полив. Для деревьев 7—10 лет нужно 12—15 ведер. На песчаных почвах деревья придется поливать чаще.

Существует три способа полива: поверхностный, полив дождеванием и подпочвенное орошение. Поверхностный полив можно проводить в специально вырытые борозды шириной 20—30 см, в них из шланга подается вода. После полива борозды засыпают землей.

Иногда удобнее сделать углубление в виде чаши под кроной дерева. По краям чаши устраивают бортик из земли высотой 20—25 см. Диаметр чаши может быть разным, но не меньше проекции кроны дерева. Воду можно подавать из шланга или наливать ведрами.

Самый удачный способ полива (если позволяет напор воды) — дождевание. В этом случае нет необходимости делать борозды или чаши.

Подпочвенное орошение на садовых участках применяется редко. Полив и внесение удобрений при подпочвенном орошении проводят через специально вбитые в землю трубы. Это довольно хлопотно и потребует дополнительных затрат.

Первый полив деревьев проводят до распускания почек — в зависимости от влажности почвы. Второй полив проводят через 15—20 дней после окончания цветения. Это надо сделать обязательно. В это время начинают расти плоды, и, если им не хватит воды, они начнут осыпаться.

Третий раз деревья поливают за две-три недели до сбора плодов. Если провести полив перед самой уборкой, то плоды могут потрескаться или начать опадать. И, наконец, осенью проводят последний, влагозарядковый полив. Это делают в период листопада.

Саженцы первого и второго года жизни поливают по другой схеме. При посадке саженца проводят хороший полив, и на первое время влаги ему хватает. Дальше все зависит от погоды. В дождливое лето саженцы первого и второго года жизни можно не поливать совсем, а в жаркий и сухой сезон поливы проводят регулярно, каждую неделю, из лейки или дождеванием.

Если дождей долго нет, стоит проверить, насколько пересохла земля около саженца. Для этого надо просто копнуть землю лопатой, и если земля сухая — полить деревце. Избыток влаги тоже вреден, поскольку корням нужен еще и воздух.

Первый признак непорядка с корневой системой — когда начинают засыхать только что распустившиеся листочки. Иногда это говорит об излишнем увлажнении. Поможет рыхление почвы в приствольном круге. Это увеличит доступ воздуха к корням, и деревце восстановится.

  • Как поливать ягодные культуры?

Смородина воду любит. Недаром в природе она часто растет по берегам рек. Черную смородину хорошо поливают не меньше 3 раз за сезон. Первый раз — в стадии роста ягод, второй — после их сбора ягод, а третий в августе-сентябре для подготовки к зимовке. Норма полива — 4—5 ведер на 1 кв. м. В сухое лето количество поливов можно увеличить.

Красная смородина требует за сезон не меньше трех поливов в таком же режиме — 2—3 ведра на 1 кв. м.

Крыжовник считается засухоустойчивым, но при недостатке влаги ягоды будут мелкими. Поливают его по той же схеме: во время роста ягод, после уборки урожая и в августе-сентябре. Почва под крыжовником высыхает медленнее, чем под другими культурами, поскольку ветки закрывают почву от испарения влаги. От излишней влаги на крыжовнике может развиться мучнистая роса. Поэтому перед поливом надо проверить, насколько высохла земля.

Облепиха считается влаголюбивой культурой и в течение сезона, особенно в жаркое и сухое лето, нуждается в регулярных поливах, как только подсохнет земля. Необходимое количество воды зависит от возраста облепихи и сезона. Летом для полива одного деревца потребуется от 4 до 10 ведер на растение, осенью — от 6 до 12 ведер.

Корни облепихи располагаются очень близко к поверхности почвы, поэтому поливы можно производить только дождеванием или сделав поливную чашу вокруг куста. Для этого, возможно, придется принести землю с другой части огорода, чтобы при устройстве бортика не повредить корни. После полива бортик разрушают, а почву мульчируют для сохранения влаги.

Малина нуждается в хорошем поливе во время завязывания и созревания ягод. Если ягоды у вас вырастают мелкими, это почти всегда бывает из-за недостатка воды. Для сохранения влаги посадки обычно мульчируют опилками, торфом или щепой. После сбора ягод поливы надо продолжить, поскольку в это время закладывается урожай будущего года.

Земляника очень требовательна к влаге во время цветения и налива ягод. Первый полив проводят ранней весной (в это время формируются почки растения), последний — поздней осенью. Количество поливов в средней полосе доходит до 7 раз за сезон.

В нашем засушливом климате количество поливов доходит до 10, а на песчаных почвах еще больше. При недостатке влаги ягоды вырастают мелкими, а последние цветки ягоды вообще могут не завязаться.

Когда и как поливать сад / Способ

         В системе ухода за садом особое место занимают поливы. Затяжные периоды засухи в южных областях Украины в последние два года стали причиной плохого завязывания плодов. Но особенно большой вред засуха нанесла посадкам земляники. О каких приростах, о каком сохранении завязи и закладке цветковых почек под урожай будущего года можно было вести речь в прошлом и позапрошлом годах, если под деревьями от засухи образовывались широкие и глубокие щели.

         В предлагаемом материале приведена информация о сроках проведения поливов сада и способах распределения воды — от полива ведрами до современных установок капельного и подпочвенного полива.

         Своевременный полив не только повышает влажность почвы, воздуха, но и снижает ее температуру. Что особенно важно на юге, где очень жарко и сухой воздух. К тому же благодаря поливу растения эффективнее поглощают удобрения, улучшается состояние микрофлоры почвы. А в южных районах с помощью полива плодовые деревья не так быстро стареют.

         Когда и как поливать сад? Это зависит от погоды, степени иссушения почвы и потребности в воде самих растений. Недостаток воды отрицательно сказывается на жизнедеятельности деревьев, но еще более вреден ее избыток. В переувлажненной почве уменьшается газообмен, снижается температура в корнеобитаемом слое, что приводит к отмиранию активной части корней.

         Многие садоводы грешат тем, что поливают часто и понемногу. Такой полив, лишь смачивающий поверхность почвы, пользы не дает.

         Растению нужны поливы нечастые, но увлажняющие почву на глубину залегания его активных корней. У семечковых — это примерно 60–70 см, у косточковых и ягодных кустарников — несколько меньше. Сколько же воды давать деревьям? Для 3–5-летних растений на один раз нужно примерно 5–8 ведер, для 7–10-летних -12–15 ведер. Деревья старшего возраста нужно поливать обильнее.

         Легкие песчаные почвы требуют более частых поливов, но с меньшей нормой расхода воды, на тяжелых глинистых, наоборот, поливы редкие, но обильные.

         Есть три способа полива: поверхностный, полив дождеванием и подпочвенное орошение. Поверхностных способов полива много, но мы поговорим о подходящих для садового участка.

         Полив по бороздам. В междурядьях сада нарежьте несколько борозд шириной 20–30 см, в них из шланга подавайте воду. При таком поливе борозды должны иметь небольшой уклон. Через некоторое время после полива борозды заделывайте. Неудобство этого способа в том, что шланг нужно постоянно перекладывать из одной борозды в другую. Но можно сделать разводку труб или шлангов для каждого междурядья и одновременно поливать несколько рядов.

         Полив по чашам. Под кроной дерева устройте углубление в виде чаши диаметром до 6 м (диаметр чаши зависит от возраста дерева, плотности посадок, но не должен быть меньше проекции кроны дерева) с валиком земли высотой 20–25 см по краям. Чаши соедините одной общей бороздой. Воду из шланга подавайте в борозду, а уже из нее вода самотеком попадет в чаши.

         Шланги лучше приобрести многослойные, резиновые, формостабильные. Откажитесь от дешевых пластиковых, они хрупкие, меняют свою форму от холодной или слишком теплой воды, а также заламываются, что особенно опасно при заборе воды с помощью насоса. Он может перегореть.

         Один из механизированных способов полива — дождевание. При этом увлажняется не только почва, но и воздух, поэтому понижается его температура, а вода, поступающая в почву, обогащается кислородом, углекислым газом и соединениями азота. Если при поверхностном поливе требуются тщательная планировка и выравнивание участка, то при дождевании они не нужны. Вода не передвигается по поверхности почвы и не сносит плодородный слой. Перед поливом дождеванием прорыхлите почву и при необходимости внесите удобрения.

         Для такого полива вам потребуются дождеватели. Они бывают веерными, импульсными и в виде пистолета. Высота и направление распыла у них различны и могут регулироваться, впрочем, как и величина капель. Дождеватели устанавливайте под кронами кустарников и деревьев для полива приземного слоя.

         Подпочвенный полив и капельное орошение весьма экономичны. При подпочвенном поливе не требуются нарезка борозд или щелей, рыхление. Одновременно с поливом можно вносить удобрения. По системе гончарных, асбестоцементных или полиэтиленовых труб через поры или отверстия вода под давлением подается в почву, при необходимости — вместе с удобрениями. Для такого полива иногда используют и дренажные системы. Недостатки этого способа: материалы стоят дорого, трудно укладывать трубы, они засоряются.

         Капельное орошение ведется по системе пластиковых трубопроводов небольшого диаметра. Под одним деревом расположите 2–3 капельницы на глубине 30–35 см. Этот способ в несколько раз сокращает расход воды, дает возможность постоянно поддерживать необходимую влажность почвы. Одновременно с поливом можно вносить и минеральные удобрения. Процесс здесь также регулируется автоматически.

         Если вы заложили большой сад и на участке есть еще и огород, обзаведитесь хорошим насосом, сделайте разводку труб из морозостойкого и ударопрочного пластика и установите систему дождевания. Оборудование для такого полива относительно недорогое, простое в обращении. Дождеватели можно переставлять с места на место. А благодаря универсальным переходникам к шлангу можно присоединить любые разбрызгиватели, летний душ, щетки для мытья дорожек, покрытий и машины.

Правила полива плодовых деревьев

Если за год выпадает 500-700 мм осадков, то сад поливать не нужно. Тем же, кому с климатом не повезло, приходится поливать деревья – и делать это нужно правильно.

К сожалению, осадки не поддаются воле человека и выпадают не по первому желанию. Получается так, что во время максимальной потребности деревьев в воде, дожди идут редко – поэтому сады приходится поливать. 

Вовремя проведенный полив не только обогащает почву влагой, но и снижает ее температуру и повышает влажность воздуха вокруг. Это особенно важно на юге. К тому же, благодаря поливам, более эффективно действуют удобрения. 

Когда и как поливать сад

Все зависит от погоды, иссушения почвы и потребности самих растений. 

 ВАЖНО! 

Помните, что хотя недостаток влаги и вредно влияет на деревья, но избыток воды еще более вреден. 

Многие садоводы грешат тем, что поливают понемногу, но часто. Такой полив пользы не приносит. Деревьям нужны редкие поливы, но такие, чтобы почва промачивалась на глубину 60-70 см (у косточковых и ягодных культур запросы несколько меньше)

  • Для 4-5-летних деревьев нужно выливать под крону шесть-восемь ведер воды. 
  • Для 8-10-летних потребуется уже 12-16 ведер воды.
Что зависит от почвы

На песчаных почвах сад поливают часто и небольшими нормами, а на глинистых, наоборот, редко и обильно.

Способы полива

Существует три способа полива деревьев: 

  • полив дождеванием, 
  • поверхностный, 
  • подпочвенный. 

Больше всего разновидностей поверхностного полива. Рассмотрим лишь те, которые применяют на приусадебных участках. 

Полив по бороздам – в саду нарезаются несколько борозд шириной в один-два штыка лопаты. В эти борозды из шланга подается вода. 

Неудобство такого способа заключается в том, что периодически приходится перекладывать шланг из одной борозды в другую. 

Полив по чашам – самый распространенный способ. Под кроной дерева делают углубление в виде чаши: причем она должна быть не менее проекции кроны. По краям чаши формируют валик высотой 20-25 см. Чаши соединяют общей бороздой. Подавая воду по борозде, сразу поливают целый ряд деревьев. 

Все больше популярен механический способ полива – с помощью дождевания. При этом увлажняется почва, повышается влажность воздуха и сильно сбивается температура воздуха. Для дождевания не надо рыть никаких борозд и чаш, но почву все равно надо подготовить – внести удобрения и прорыхлить. 

Недостаток способа – несколько повышается риск появления грибных болезней. 

Самый дорогой способ – подпочвенный полив. По системе полиэтиленовых труб, через поры и отверстия, вода поступает в почву и увлажняет корнеобитаемый слой. 

Недостаток способа – высокая стоимость и необходимость раз в три-четыре года доставать трубы и очищать отверстия от забивающих их корней. 

Капельное орошение тоже ведется по полиэтиленовым трубам, но устанавливать их проще – под одним деревом устанавливают две-три капельницы. Этот способ несколько уменьшает расход воды, что полезно тем, у кого установлены счетчики воды. 

Недостаток способа – трубы стоят дорого и они часто засоряются. 

Весенний полив

Весной сад во время распускания почек особенно нуждается во влаге. 

Поэтому ждать нельзя. Поливают деревья, не дожидаясь появления листвы.  

Второй полив проводят через две недели после окончания цветения, так как в это время из-за сухости почвы может случиться опадение завязей. 

За 15-20 дней до сбора плодов сад поливают в третий раз. 

Это только основные поливы сада, без которых не получить хорошего урожая. На юге же проводят еще и промежуточные дождевания. 

Молодые плодовые деревья поливайте реже, чем взрослые, особенно во второй половине лета, чтобы вовремя окончился рост побегов, иначе они не вызреют и зимой подмерзнут.

можно ли поливать огород? Почему нельзя поливать растения днем? Лучше проводить полив утром или вечером? Как часто поливать газон и деревья?

Экстремально жаркая погода — это испытание не только для людей, садовым растениям и огородным культурам также несладко. Раскаленные лучи солнца изнуряют саженцы и, чтобы им оказать помощь, садоводы и огородники стремятся, насколько можно чаще их поливать. Однако следует отметить: независимо от того, что большинство растений являются влаголюбивыми, поливать их в жару все-таки необходимо грамотно.

Плюсы и минусы полива

Есть 3 ключевые техники орошения – у каждой из них имеются свои плюсы и минусы.

  • Капельный (подпочвенный) полив – дозированная подача воды планомерно смачивает поверхностный и более глубокий слои почвы. Годится для участков, подвергающихся воздействию мощных ветров.
  • Прямая подача воды (поверхностное орошение) – данный метод практикуется на земле с невысоким впитывающим свойством. Для создания требуемого запаса воды по кругу делают ложбинки, которые заливают водой. Помимо этого, удержать воду при условии невысокой грунтовой поглощаемости позволит мульчирование. Достоинство данной системы – возможность ее применения на участках с неровным рельефом и для основного числа культур. Вероятные проблемы – забивание системы.
  • Дождевание – при такой методике воздух и землю вокруг дерева увлажняют посредством разбрызгивающей воду ирригационной системы, так она похожа на дождь. Дождевание подойдет не для всех культур – к примеру, баклажаны, томаты и капуста не любят, когда на них льет сверху. Более того, полив опасен в знойный солнечный день, поскольку неспособен быстро размочить высохшую земляную корку (в особенности на тяжелых глинистых почвах) и только создает обилие обжигающих капель-линз на листочках. Однако молодые ростки и газонная трава будут признательны за этот метод орошения не во время интенсивного солнца – крупные мощные струи не вымоют их нежные корни.

Дождевание подходит для обмывания кроны от прилипшей пыли.

Частота полива

Частые поливы являются основной ошибкой большого числа садоводов-огородников. Подобный режим ведет к тому, что насаждения сформировывают неглубокую корневую систему и утрачивают способность добывать воду из глубинных слоев земли. Они станут нуждаться в интенсивном орошении. В результате на грядке образуется твердый подпочвенный пласт, совершается интенсивное вымывание питательных элементов, а сорные растения принимаются расти более интенсивно.

Если орошение осуществлено правильно, то земля должна быть промоченной до уровня залегания корневой системы. Для однолетних растений это приблизительно 25 см. Редкие, но обильные орошения благоприятствуют развитию глубинной корневой системы. Это означает, что растение будет более стойким к засухе. Исключением являются корнеплодные растения (редька, свекла, морковка и другие), так как без требуемого объема жидкости они начинают трескаться и грубеть.

Также необходимо не забывать, что:

  • легкие песчаные земли в жаркое засушливое лето следует орошать часто;
  • при выращивании растений в контейнерах также нужно более частое орошение;
  • в холодную погоду тяжелые глинистые земли в интенсивном орошении не нуждаются.

Имеет значение время орошения. Запомните, что вечернее орошение по листве – путь к формированию пероноспороза, пятнистости и других заболеваний. Чтобы не принести вред растительности, поливать ее следует только в конкретные часы:

  • до 9 часов утра;
  • с 5 до 6 часов вечера;
  • с 7 до 8 часов вечера.

Дневной полив является грубой ошибкой, в особенности, если он приходится на жаркую погоду, поскольку резкий скачок температур (раскаленный воздух и прохладная вода) в силах стать фактором формирования у растительности физиологического потрясения. Тогда она начинает вянуть даже при обильном орошении.

Как поливать огород?

  • Орошение огорода в жаркое время является важнейшим приемом в борьбе за урожай. У любой культуры собственные запросы к поливу. Однако имеются базовые правила, действующие для всех.
  • У огурцов и кабачков корневая система развита слабо. Они расходуют много жидкости на рост плетей и сочных плодов. Поэтому поливают их теплой водой спустя 1-2 дня (а в сильную жару – каждый день), используя 5-10 л на м2. В знойную погоду они любят опускать листья даже при надлежащей влажности земли, тогда им необходим легкий, теплый душ днем.
  • Баклажаны и перцы являются активными «испарителями». Их корневая система располагается в земле неглубоко, при дефиците влаги стебли мгновенно дубеют, цветки и завязь облетают, плоды уменьшаются и урожай падает. Норма орошения на одно растение – 2-3 л воды.
  • Капуста – также большая любительница воды. Всю ее рассаду надо орошать щедро, пока она не начнет расти.
  • Брокколи и цветную капусту поливают 2 раза в 7 дней во время образования головок. Ранней капусте необходим интенсивный полив в июне, поздней – в конце июля и в августе на этапе образования кочанов. Обожает она и дождевание.
  • В высокой влажности земли на протяжении всего времени выращивания имеют необходимость и все корнеплоды семейства Крестоцветные: брюква, репа, редька, редис. У них слабая корневая система, но они широколистные. Потому влагу из земли они усваивают тяжело и тратят ее расточительно.
  • Для помидоров влажность воздуха не должна превышать 50%, а почвы – не должна падать ниже 85%. Надо сказать, помидор прекрасно откликается на полив прохладной водой в жаркую погоду.
  • Чеснок и лук слабо добывают влагу из земли, однако используют ее бережливо, в связи с этим, когда лето дождливое, их не поливают совсем. В жаркую и сухую погоду делают это раз в 7-10 дней, сочетая орошение с удобрением. За 1,5 месяца до уборки (как правило, с половины июля) орошение лука прекращают: избытки влаги в этот период тормозят созревание луковиц.
  • Свекла к орошениям не сильно привередлива. Она хоть и активно тратит влагу, но прекрасно ее добывает. Раз в 7 дней поливают только рассаду, семена – лишь накануне прореживания и после удобрения, когда нет дождей. Это же относится к моркови.
  • Картофель поливают только ранний, высаженный пророщенными картофелинами. Воду льют в углубления.
  • Тыква, независимо от внушительных габаритов, может добывать себе влагу самостоятельно, в связи с этим поливают ее лишь в самом начале, до первой окучки. Увядшие листочки в сильную жару являются ее защитной реакцией.
  • Устойчивы к дефициту жидкости, жаре, засухе сахарная кукуруза, дыня, арбуз и фасоль (за исключением спаржевой). Поливают их не больше 2-3 раз за сезон, непременно сочетая орошение с подкормками.
  • Растения в открытом грунте орошать желательно вечером, а в теплице – до 12 часов дня, пока не настала большая жара. Сильно привередливы огурцы. Их не следует пересушивать и переливать. Когда они растут в теплице, можно оросить их и поутру, и в вечернее время, только умеренным количеством воды.

От недолива плоды будут горькими, а перелив способен спровоцировать гниение.

Как поливать сад?

Для орошения растений вечернее время подходит больше утреннего, так как вода за ночь успеет улетучиться с листьев. Если он происходит утром либо днем, то увеличивается опасность появления ожога кроны. Более того, в жару вода испаряется быстро, не пропитывая почву. В облачную погоду орошать растения можно на протяжении всего дня.

Кустарники и фруктовые деревья

Для груш и яблонь первый полив производится в начале июня, а второй – по окончании цветения, приблизительно в середине июля. 3-й полив производится в начале сентября. Если лето засушливое, то для повышения урожайности количество поливов деревьев увеличивается. Вишня и слива должны поливаться приблизительно так же, как и яблони, только промежуток должен быть не меньше 10 дней.

Кусты и ягоды поливают вместе с внесением минеральных и органических подкормок.

Газоны

Кроме того, следует не забывать и определенные приемы по работе с газоном. Когда на улице сильно жарко, ни при каких условиях не орошайте газон сверху. Капли, оказавшиеся на траве, создают линзу, которая лишь усиливает жару за счет фокусирования лучей солнца. Это угрожает траве ожогами. Следовательно, запомните – при жаре единственным приемом полива остается внутрипочвенный.

Необходимо не забывать о времени орошения газона. Его полив разрешается лишь до 10 часов утра либо уже после 16 часов вечера. Глубина орошения не должна быть больше 20 см. Попытайтесь орошать газонную траву понемногу – тогда вы не позволите ей промокнуть. Такое орошение форсирует рост газона и его формирование.

Подпочвенное капельное орошение (SDI) — 4.716

Распечатать информационный бюллетень

Д. Райх, Р. Годин, Дж. Л. Чавес, И. Бронер * (8/14)

Краткие факты….

  • Подпочвенное капельное орошение представляет собой высокоэффективную систему орошения с низким давлением, в которой используются заглубленные капельные трубки или капельная лента для удовлетворения потребностей сельскохозяйственных культур в воде.
  • Подпочвенное орошение экономит воду и повышает урожайность за счет предотвращения испарения поверхностных вод и снижения количества сорняков и болезней.
  • Для подземной капельной системы могут потребоваться более высокие первоначальные инвестиции, чем для закрытой системы с трубой/бороздой, а стоимость будет варьироваться в зависимости от источника воды, качества воды, потребностей в фильтрации, выбора материала, характеристик почвы и желаемой степени автоматизации.

Подпочвенное капельное орошение представляет собой высокоэффективную систему орошения с низким давлением, в которой используются заглубленные капельные трубки или капельная лента для удовлетворения потребностей сельскохозяйственных культур в воде. Эти технологии стали частью орошаемого земледелия с 1960-х годов; с технологиями, быстро развивающимися в последние три десятилетия.Подпочвенная система является гибкой и может обеспечивать частые легкие поливы. Это особенно подходит для засушливых, полузасушливых, жарких и ветреных районов с ограниченным водоснабжением, особенно на почвах песчаного типа.

Поскольку вода подается ниже поверхности почвы, при использовании подпочвенного орошения устраняется влияние характеристик поверхностного орошения, таких как образование корки, условия насыщения прудовой водой и потенциальный поверхностный сток (включая эрозию почвы). При правильно подобранной и хорошо обслуживаемой системе подача воды очень равномерна и эффективна.Смачивание происходит вокруг трубки, и вода обычно движется во всех направлениях.

Подпочвенное орошение экономит воду и повышает урожайность за счет предотвращения испарения поверхностных вод и снижения количества сорняков и болезней. Вода подается непосредственно в корневую зону культуры, а не на поверхность почвы, где после культивации прорастает большинство семян сорняков. В результате всхожесть семян однолетних сорняков значительно снижается, что снижает давление сорняков на товарные культуры. Кроме того, некоторые культуры могут извлечь выгоду из дополнительного тепла, обеспечиваемого сухими поверхностными условиями, производя больше биомассы урожая, при условии, что в корневой зоне достаточно воды.При правильном управлении с помощью инжектора для удобрений эффективность использования воды и удобрений повышается, а потребность в рабочей силе снижается. Полевые операции также возможны, даже когда применяется орошение.

Культуры

Степень готовности инвестировать в технологию подпочвенного орошения и техническое обслуживание определяет его пригодность для определенных культур. Хотя его можно адаптировать для работы практически со всеми культурами в широком спектре типов предприятий, в основном он используется для выращивания ценных овощных культур, газонов и ландшафтов.Кроме того, урожайность и качество клубники, помидоров, картофеля, дыни, лука и других овощей также улучшились, а урожай дынь созревает раньше и более равномерно. Улучшения для этих культур усиливаются, когда подпочвенный полив используется в сочетании с пластиковой мульчей.

Почвы с низкой скоростью инфильтрации, как и многие почвы западного склона Колорадо, представляют собой проблему для подпочвенного орошения, и расстояние между капельными трубками необходимо скорректировать для глинистых почв западного склона.Помимо глубины, расстояние между капельницами также влияет на здоровье растений. Также важно знать характеристики типа почвы для вашей культуры, чтобы оптимизировать график орошения с подпочвенным орошением. Обратитесь за помощью в отделение CSU вашего округа или в офис USDA-NRCS.

Возможно, потребуется провести проращивание люцерны с помощью ручных разбрызгивателей перед использованием подпочвенного орошения — тогда доступны многие преимущества; например:

Трубки подземного орошения
  1. могут быть установлены полустационарно, что устраняет большую часть ежегодных затрат на замену;
  2. полив может производиться намного ближе к дате скашивания, так как поверхность может оставаться сухой для техники; также
  3. Отрастание люцерны после укоса может быть усилено подпочвенным орошением, поскольку оно не способствует прорастанию и появлению мелкокорневых сорняков.

Материалы

На рынке представлено большое разнообразие капельных трубок. Расстояние между эмиттерами и скорость потока в трубках подпочвенного капельного полива варьируются в зависимости от продукта и типа почвы и должны соответствовать потребностям выращиваемой культуры в воде. Полиэтиленовые трубки имеют встроенные эмиттеры, расстояние между которыми может варьироваться от 4 до 24 дюймов, работающие при низком номинальном давлении (7–14 фунтов на квадратный дюйм), чтобы подавать воду в почву с постоянной и предсказуемой скоростью (0,07–2,5 галлона в час). Эмиттеры с компенсацией давления означают, что подпочвенный полив подходит для равномерного распределения воды на полях с уклоном.Кроме того, исследования показали, что эмиттерный сброс систем подземного орошения приводит к большей равномерности орошения, чем поверхностное капельное орошение, из-за взаимодействия между эффектами эмиттерного расхода и давлением на почву.

Капельные трубки различаются по толщине стенки (5–15 мил). Чем выше число «мил», тем толще стенка (например, 10 мил = 0,25 мм = 0,01 дюйма), что продлевает срок службы трубки. Стоимость имеет тенденцию к увеличению с увеличением толщины стенок. Однако для полупостоянных систем, таких как люцерна, более прочные трубы являются ключом к минимизации обслуживания и проблем с грызунами.Если в вашем районе распространены роющие грызуны, вам следует проконсультироваться с отделом CSU вашего округа или офисом USDA-NRCS, прежде чем переходить к системе подпочвенного орошения. Также проконсультируйтесь с отделом CSU вашего округа, офисом USDA-NRCS или поставщиком систем подпочвенного орошения о том, как расстояние между эмиттерами или комбинация толщины труб лучше всего подходят для ваших почв и условий эксплуатации.

Макет

Типичная компоновка системы состоит из отстойника (где это возможно), насосного агрегата, предохранительного клапана, обратного клапана или клапана предотвращения обратного потока, фильтра с песчаным наполнителем (когда отстойник невозможен для удаления крупных материалов), реагента. блок нагнетания, фильтрующий блок, оборудованный электромагнитными клапанами управления обратной промывкой, регуляторами давления, клапанами сброса воздуха и системой доставки воды из трубопроводов из ПВХ на месторождение (рис. 1).

Система подачи состоит из основного, вспомогательного и коллектора, к которым присоединены боковые капельные трубки. Такие элементы, как расходомер и манометры, необходимы для контроля работы системы и предупреждения об утечках и закупорках.

Крайне важно предусмотреть клапан сброса воздуха/вакуума на коллекторе для легкого опорожнения трубок, когда насос отключен. Это позволит выпустить захваченный воздух, который может повредить насос (например, кавитация) и нарушить полив.Установите клапан в самой высокой точке нагнетательного трубопровода насоса, но таким образом, чтобы он был безопасным и легко доступным. Эти вакуумные выключатели помогают поддерживать давление в линии при отключении после орошения. Быстрое падение давления в трубопроводе может привести к разрушению или сплющиванию труб. Это один из недостатков недавно установленной системы: рыхлая почва может оседать вокруг сплющенной трубы, что затрудняет восстановление формы трубы в начале следующего полива. Дренажные клапаны на конце каждой трубы в конце поля также необходимы для очистки мелких частиц почвы, прошедших через фильтрующую систему, и для слива труб в конце поливного сезона.


Рисунок 1: Типичная планировка поля подпочвенного микроорошения.

Размещение

Трубки вводятся под поверхность почвы с помощью насадки, которую тянет трактор. Глубина размещения варьируется от 6 до 24 дюймов, в зависимости от почвы, глубины верхнего слоя почвы и урожая. Культурам с неглубокой корневой системой, таким как клубника, может потребоваться размещение на глубине от 3 до 4 дюймов от поверхности. Укладка ленты или трубы выше в профиле почвы зависит от капиллярного действия или «впитываемости» почвы.Некоторые почвы, такие как быстро дренируемые песчаные или гравийные почвы, неравномерно впитывают влагу из эмиттеров, при этом почва над эмиттерами обычно получает меньше воды (взаимодействие гравитации и характеристик почвы). В этих случаях поместите ленту или трубку ближе к поверхности, чтобы прорастить семена и сохранить рассаду. В противном случае для прорастания семян должна быть доступна переносная система орошения. Более глубокое заглубление подпочвенного орошения также повышает эффективность обработки почвы. Во всех случаях при установке направляйте излучатели на трубах вверх.После того, как определена глубина эмиттера, размещение трубок или ленты на одинаковой глубине помогает добиться равномерного содержания влаги в почве по всему полю, но в этом нет необходимости, если трубки снабжены эмиттерами, компенсирующими давление.

Фильтрация

Очень важно иметь фильтрующую установку, которая будет фильтровать все частицы, размер которых превышает размеры отверстий эмиттера. Как правило, фильтры должны удалять частицы, в четыре раза меньшие размера отверстия эмиттера, либо настолько мелкие, насколько это экономически целесообразно; так как частицы мою группу и забивают эмиттеры.Система фильтрации в основном состоит из фильтров с песчаным наполнителем; однако крайне желательно сочетание сетчатого и дискового фильтров с фильтрами с песчаным наполнителем. Сетчатый фильтр, установленный перед фильтрами с песчаным наполнителем (несколько меньших фильтров с песчаным наполнителем лучше, чем один большой фильтр), будет удалять более крупный органический и неорганический мусор (например, листья, водоросли, диатомовые водоросли, личинки, рыбу, улиток, семена, бактерии и другие частицы). растений) до того, как взвешенный материал достигнет песчаного фильтра, однако при наличии большого количества мусора в начале сезона сетчатые фильтры могут быть нецелесообразны, поскольку для промывки требуется почти ежечасная рабочая сила.Для большинства типов эмиттеров подходит фильтр 200 меш, хотя для некоторых капельных лент требуется только 100 меш. Фильтрацию можно рассматривать как сердце системы подземного орошения, и она должна быть надлежащим образом спроектирована упомянутыми выше агентствами или вашим профессиональным поставщиком системы, чтобы соответствовать уровню загрязнения в источнике воды. Фильтрация может не вызывать беспокойства при подземном орошении в городских районах, где используется бытовая или более качественная колодезная вода.

Эксплуатация и техническое обслуживание

Производительность и срок службы любой системы зависят от того, насколько хорошо она спроектирована, эксплуатируется и обслуживается.Независимо от того, контролируется ли она автоматически или нет, регулярно проверяйте систему. Более того, поскольку внутрипочвенное орошение находится под поверхностью, ремонт труб сложен и утомителен. Еще один недостаток – забитые эмиттеры не заметны до тех пор, пока растения не завянут. Кроме того, грызуны имеют тенденцию грызть трубки, поэтому соблюдайте меры предосторожности, чтобы предотвратить повреждение грызунами, или не используйте заглубленную систему, где грызуны распространены. Система фильтрации с обратной промывкой должна поддерживаться в хорошем состоянии, а боковые линии должны регулярно промываться (промывочные клапаны/шаровые краны) в конце боковой линии, как упоминалось ранее).Засорение также не сразу видно, поэтому вы можете использовать растворы кислоты (например, для удаления бикарбонатов) и/или хлора (для борьбы с водорослями и слизью), которые часто повышают эффективность промывки. В Колорадо кислоту чаще всего используют для промывки, так как она также устраняет водоросли и карбонаты (известь). Прочистные клапаны, установленные на концах трубопроводов, важны для устранения засоров и слива системы.

Качество воды влияет на систему. Вода с высоким pH имеет тенденцию осаждаться белым остатком соли кальция, особенно при изменении давления, которое происходит в эмиттерах подпочвенного орошения.Осадки кальция и железа являются проблемой для большинства колодезных вод. Высокая соленость или высокая концентрация железа в воде также вызывают осадки; которые усугубляются присутствием органических веществ, бактерий и водорослей. Это потребует более частых промывок. В воде из глубоких колодцев может не быть накипи, но проверьте рН, чтобы избежать образования осадка. Другими источниками засорения эмиттеров могут быть корни растений, которые имеют тенденцию врастать в небольшие эмиттеры. Засорение эмиттера часто является следствием плохой конструкции системы подпочвенного орошения. Проконсультируйтесь с отделом CSU Extension или персоналом NRCS, чтобы убедиться, что размеры насосов, линий, фильтров и зон выбраны правильно.

С загрязнением можно бороться с помощью химических промывок или инъекций. Химические вещества, которые следует учитывать, — это кислоты, кислотообразующие химические вещества или хлор. Обратитесь в местное отделение CSU Extension за консультацией по промывке капельных трубок и эмиттеров кислотными растворами. Никогда не смешивайте кислоту и хлор! Обязательно тщательно промывайте линии необработанной водой между промывками химическими средствами.

Полезен

N-phuric, коммерческая смесь кислоты и N-удобрения, доступная на рынке. В дополнение к снижению pH для уменьшения образования осадка, продукт обеспечит культуру азотным удобрением.Тем не менее, следует соблюдать осторожность, и N-phuric не следует использовать в конце вегетационного периода, так как это задержит созревание и задержит покой многолетних культур. Очень важно подготовить систему к зиме в конце вегетационного периода, тщательно осушив все трубы и вспомогательные устройства. Воздушный компрессор может помочь выдуть остаточную воду, особенно из надземных приспособлений. Полиэтиленовые трубки гибкие и обычно не ломаются при замерзании.

Необходимо иметь блок фильтрации для капельной системы, независимо от того, используется ли капельница над землей или под землей.

Макет

Для подземной капельной системы могут потребоваться более высокие начальные инвестиции, а стоимость будет варьироваться в зависимости от источника воды, качества воды, потребностей в фильтрации, выбора материала, характеристик почвы и желаемой степени автоматизации. Стоимость системы, включая установку, может варьироваться от 2000 до 4000 долларов за акр, однако экономия за счет масштаба также применима к подземному капельному орошению.

Исследования постоянно показывают, что урожайность и качество продукции улучшаются при использовании системы подпочвенного орошения.Нормальный срок службы системы считается от 12 до 15 лет. Сообщается, что некоторые системы прослужат 20 лет при хорошем обслуживании и могут прослужить дольше при условии использования воды хорошего качества. Система остается закопанной в землю на долгие годы. Программы разделения затрат, такие как Программа поощрения качества окружающей среды (EQIP), также существуют для помощи в улучшении.

* Д. Рейх, бывший специалист по водным ресурсам Университета штата Колорадо; Р. Годин, Сельскохозяйственная экспериментальная станция и научный сотрудник CSU; обзор Хосе Л.Чавес, специалист по ирригации CSU; первоначальный автор, бывший специалист по расширению орошения Университета штата Колорадо. 12/01. Отредактировано 14 августа.

Государственный университет Колорадо, Министерство сельского хозяйства США и сотрудничающие округа Колорадо. Программы расширения CSU доступны для всех без дискриминации. Не предполагается ни одобрения упомянутых продуктов, ни критики не упомянутых продуктов.

Перейти к началу этой страницы.

Нужно повысить урожайность? Рассмотрим подземный полив

Расселу Винтеру скоро исполнится 81 год, но это не мешает этому фермеру из округа Монтгомери опробовать новую технику орошения.

Прежде чем сажать сою в этом году, Винтер решил вспахать поле площадью 14 акров и установить систему подпочвенного капельного орошения. «Я хотел что-то сделать для этого поля в течение 10 лет, когда дело доходит до орошения», — говорит он. Он использует центральные круги на других сельскохозяйственных полях недалеко от Беллфлауэра, штат Миссури, но это поле имело неправильную форму и уклон. «Он холмистый, длинный и узкий», — объясняет Винтер. «Надземное орошение просто не сработает».

Затем он поговорил с агрономом Университета Миссури Расти Ли.«Он рассказал мне об этой записи, и я решил попробовать, — говорит он.

Что такое SDI?
Подпочвенное капельное орошение — это система орошения с низким давлением, в которой используются заглубленные пластиковые капельные трубки или ленты для обеспечения водой сельскохозяйственных культур. На самом деле он существует с 1960-х годов, но набирает обороты в сухих, жарких и ветреных районах с ограниченным водоснабжением.

По словам агронома MU Келли Нельсон, подпочвенное капельное орошение может сократить потребление воды на 25% по сравнению с дождеванием.Нельсон занимается исследованием SDI в штате Миссури уже более десяти лет.

Он обнаружил, что фермеры, использующие системы SDI, избегают стресса для урожая, используя меньшее количество воды и более регулярно. Вместо того, чтобы имитировать пару дюймов в неделю, SDI позволяет фермерам прибавлять менее чем на дюйм чаще.

SDI — это обеспечение нужного количества воды в нужном месте в нужное время. Результат – более высокие урожаи.

Доказательство на участках
В соседнем округе Уоррен Ли участвует в исследовании SDI, используя капельное орошение для управления водой на пробных участках с чередованием кукурузы и сои на своей ферме недалеко от Тракстона, штат Миссури.

В исследовании рассматривается влияние SDI на урожайность при размещении на глубине 12 и 16 дюймов. Это было воспроизведено четыре раза с контрольной полосой, где не была установлена ​​капельная лента. Кукуруза была посажена с более высокой плотностью 38 000 растений на акр.

«Прошлый год был очень удачным для выращивания кукурузы в нашем районе, — говорит Ли. «Мы добились самых высоких урожаев кукурузы в засушливых районах, в среднем 200 бушелей с акра». Тем не менее, он наблюдал более высокий прирост урожайности в диапазоне от 45 до 60 бушелей с акра в тех областях, где применялся SDI.«Наш самый высокий урожай в исследовании составил 272, это было в год, когда кукуруза росла так же хорошо, как когда-либо росла в Тракстоне», — добавляет он.

Этого было достаточно, чтобы убедить Винтера попробовать SDI.

Дизайн проекта
Система SDI уникальна для каждой фермы. «Один размер, один дизайн не подходят всем, — говорит Ли.

Уинтер имеет 14 акров в системе SDI. Черная 15-миллиметровая капельная лента с расстоянием между эмиттерами 24 дюйма расположена на 16 дюймов ниже поверхности и на расстоянии 60 дюймов друг от друга.На одном конце поля есть 3-дюймовая труба из ПВХ, по которой поступает вода, а на другом — 4-дюймовая труба, питающая систему. Он похоронен на глубине 38 дюймов.

На установку системы трубопроводов и выполнение соединений ушло около 200 человеко-часов.

Прилегающий пруд площадью 8 акров обеспечивает водой. Шланг уходит на 30 футов в пруд. Вращающееся сито постоянно перемещается, чтобы водоросли не засоряли заборный шланг.

Возрожден 30-летний насос ВОМ, который с помощью трактора будет подавать воду в систему и через нее.Уинтер говорит, что он проработает 12 часов при 0,4-дюймовом нанесении воды.

Установка системы SDI стоит примерно 700 долларов США за акр и около 31 доллара США за акр затрат на электроэнергию при использовании системы электрических скважинных насосов. Однако Ли считает, что использование консервативного увеличения урожая кукурузы на 41 бушель за акр и цены в 3,50 доллара за бушель приводит к тому, что фермер получает на 158 долларов больше за акр.

Будущее фермы
Уинтер говорит, что он продолжит внедрять новые сельскохозяйственные технологии в работу.Он говорит, что SDI имеет смысл, поскольку увеличивает производительность и экономит воду.

«Я всегда готов попробовать что-то новое», — говорит он. «Вы не можете просто сидеть на месте в сельском хозяйстве. Вы останетесь позади».

Границы | Дефицит внутрипочвенного капельного орошения повышает эффективность водопользования и стабилизирует урожайность за счет увеличения извлечения грунтовых вод озимой пшеницы

Введение

Засуха негативно влияет на рост и урожайность сельскохозяйственных культур. Планирование орошения является эффективным средством управления водными ресурсами для преодоления дефицита влаги в почве и повышения урожайности (Vories et al., 2009; Ян и др., 2019). Было подсчитано, что почти 40% мировых запасов продовольствия производится за счет орошаемого земледелия, в результате чего оросительная вода становится крупнейшим потребителем воды на земле. Нехватка поливной воды из-за конкуренции промышленности и городского потребления угрожает продовольственной безопасности во всем мире (Ayars et al., 2015; Al-Ghobari and Dewidar, 2018).

Чрезвычайно важно эффективно управлять орошением и водопотреблением, сохраняя при этом или предпочтительно урожайность за счет развития технологий (Leghari et al., 2018). Исследователи внедрили различные методы для сокращения потребности в воде для орошения, например, путем поощрения извлечения почвы и предоставления возможности растениям поглощать большую часть имеющейся запасенной воды (Li et al., 2005). Было обнаружено, что полное использование запасов почвенной влаги и увеличение доли извлечения почвенной воды в потреблении воды повышает урожайность (Wang et al., 2006) за счет улучшения состояния листьев растений и поддержания уровня транспирации ( T r ) (Zegada-Lizarazu and Iijima, 2005).Глубокое укоренение необходимо для извлечения воды из нижних слоев почвы, а микроорошение и управление водными ресурсами можно использовать для управления глубиной укоренения (Li et al., 2005, 2018; Hao et al., 2015; Xu et al. , 2016). Исследования показали, что засухоустойчивые гибриды кукурузы извлекают больше почвенной влаги из недр, чем сорта с мелкой корневой системой (Hao et al., 2015). Микроорошение (поверхностное капельное орошение и микроорошение) способствует извлечению почвенной влаги из глубоких слоев почвы за счет улучшения плотности длины корней ниже 80-сантиметрового слоя почвы и увеличения урожайности до 9 раз.8–14,2% и повышает эффективность использования воды (ЭВП) на 12,3–17,7% по сравнению с традиционным орошением затоплением (Li et al., 2018). Неглубокое укоренение в глубокой почве ограничивает полное использование доступной почвенной воды (Lv et al., 2009; Zhang et al., 2009). Следовательно, содействие проникновению корней с помощью эффективных и разумных средств (например, новых методов орошения или надлежащего управления водными ресурсами) может увеличить извлечение почвенной влаги из глубоких слоев почвы и снизить потребность в воде для орошения. Состояние воды также напрямую влияет на направление роста кончиков корней из-за гидротропизма корней (Gao et al., 2018). Подпочвенное капельное орошение (SDI), включающее закапывание капельной ленты на поле ниже пахотного слоя, привело к гораздо более высокому содержанию влаги в подпочве, чем в верхнем слое почвы (Ayars et al., 2015). Таким образом, для извлечения глубокой почвенной воды можно было вызвать глубокое укоренение, и использование почвенной воды улучшилось. Ромеро и др. (2004) обнаружили, что SDI, особенно дефицит SDI, может привести к большему горизонтальному распределению тонких корней в профиле почвы и стимулировать более глубокое развитие корней, чем поверхностное капельное орошение.SDI имеет лучшие и более стабильные условия почвенной влаги в среднем и глубоком слое почвы, улучшая WUE по сравнению с поверхностным капельным орошением (Yang et al., 2019). Тем не менее, неясно, имеет ли SDI лучшие водные условия в нижнем слое почвы и активно ли он вызывает проникновение корней, чтобы способствовать использованию и извлечению почвенной воды.

Наличие влаги в почве существенно влияет на фотосинтез и морфологические характеристики растений, тем самым влияя на урожайность и использование воды (Wu and Bao, 2015; Jha et al., 2017, 2019; Ян и др., 2019). Капельные эмиттеры системы SDI размещаются под поверхностью почвы для экономии воды и минимизации потерь на испарение. Этот подход имеет большой потенциал для снижения потребности в оросительной воде и увеличения WUE. Было обнаружено, что за счет увеличения доступности воды на более низких глубинах почвенного профиля SDI увеличивает скорость фотосинтеза ( P n ), скорость транспирации ( T r ) и эффективность использования световой энергии. , и значительно увеличил урожайность (Tao et al., 2015). Кроме того, индекс площади листьев выше после стадии шелушения при SDI, чем при DI, а накопление сухого вещества после шелушения и надземная биомасса кукурузы увеличиваются при SDI (Xu et al., 2015). Тем не менее, больший размер листовой поверхности растения не обязательно лучше. Хотя увеличение подачи воды полезно для увеличения индекса площади листьев (Sadras et al., 1993), большая площадь листьев связана с более высокой интенсивностью, что снижает WUE (Xu et al., 2016). Кроме того, повышение урожайности не всегда может быть достигнуто за счет максимального поглощения воды растениями (Bell et al., 2018). Дефицитное орошение было бы эффективной практикой орошения для сокращения поливной воды и увеличения WUE, потому что растения могут уменьшить транспирацию листьев и испарение почвы, чтобы свести к минимуму потребление воды. Однако это может привести к различным физиологическим нарушениям, таким как измененная корневая система и плохой рост побегов (Rahil, Qanadillo, 2015). Реальная задача состоит в том, чтобы создать систему дефицитного орошения, которая оптимизирует физиологические процессы и поддерживает или даже увеличивает урожайность за счет сокращения поливной воды (Chai et al., 2016). Для этого при недостаточном орошении требуется точное знание роста сельскохозяйственных культур и реакции урожая на применяемую воду (Феререс и Сориано, 2007). SDI дефицита изучался в овощах и фруктах (Badr et al., 2010; Sharma et al., 2014; Al-Ghobari and Dewidar, 2018; Çolak et al., 2018), но информация, касающаяся зерновых культур, ограничена. особенно в отношении влияния дефицита SDI на озимую пшеницу в районе равнины Хуан-Хуай-Хай (3HP).

Равнина Хуан-Хуай-Хай является одним из важнейших районов производства продуктов питания в Китае (Ma et al., 2019), где широко распространена озимая пшеница (Liu et al., 2011). С ростом нехватки воды в основном исследуется влияние методов затопления, дождевания и капельного орошения на озимую пшеницу (Liu et al., 2011, 2013; Xu et al., 2016; Ma et al., 2019). по-прежнему производят плохой WUE. Метод SDI обеспечивает экономию воды и повышение урожайности, что делает его лучшим выбором для решения проблемы нехватки воды (Lamm and Trooien, 2003; Badr et al., 2010; Ayars et al., 2015). Поэтому исследование системы SDI для полевых культур, таких как озимая пшеница и яровая кукуруза, имеет важное значение и имеет большие перспективы в этом регионе (Yu et al., 2010; Гао и др., 2014).

Цели этого исследования заключались в следующем: (1) оценить извлечение влаги из почвы и динамику воды в почве при SDI; и (2) изучить влияние ППД на морфофизиологические признаки и урожайность озимой пшеницы.

Материалы и методы

Экспериментальная площадка

Местом проведения исследований была Экспериментальная станция Хэнаньского сельскохозяйственного университета, Чжэнчжоу, Китай, расположенная на 34°47′ северной широты, 113°38′ восточной долготы и на высоте 70 м над уровнем моря (рис. 1).

Рис. 1. Расположение опытной станции и метеорологические параметры района в опытные годы.

По метеорологическим данным за 30 лет (1986–2015 гг.) среднегодовая минимальная и максимальная температура воздуха составляют 10,1 и 20,5°С соответственно. В то время как среднее количество осадков рассчитывается как 632 мм в год –1 с диапазоном 380–991 мм, а количество осадков в период вегетации озимой пшеницы составляет в среднем 212 мм с диапазоном 123–359 мм, что составляет 18–62%. . Метеорологические данные за экспериментальные годы представлены на рисунке 1.

По механическому составу почвы опытного участка – супесчаные. Объемная влажность при полевой емкости (FC) и объемная плотность почвы (BD) варьировали от 0,295 до 0,32 см 3 см –3 и от 1,31 до 1,38 г см –3 в почвенном профиле соответственно. Химические показатели слоя почвы 0–30 см перед посевом в 2016 г. были следующими: доступный N 74,2 мг/кг –1 ; Olsen-P 70,3 мг кг –1 ; обменный-К 229,4 мг кг –1 ; содержание органического вещества 1.07 %. Дополнительные свойства почвы для глубоких слоев почвы представлены в таблице 1. Запас влаги в почве (мм) в профиле почвы 0–100 см перед посевом для обработок 0,25, 0,4, 0,6, 0,8 и 1,0 ETc составил 290, 282, 288, 285 и 293 мм в 2016–2017 гг. и 262, 260, 271, 267 и 272 мм в 2017–2018 гг. соответственно.

Таблица 1. Основные физические характеристики почвы экспериментальной площадки.

И BD, и FC определялись методом разрезных колец в лаборатории (Wang et al., 2017). Фракция почвенных частиц анализировалась ареометрическим методом (Гослесхоз, 1999). Насыщенность почвы, остаточное содержание воды и насыщенная гидравлическая проводимость были получены с использованием модели нейронной сети на основе доли частиц почвы и объемной плотности (van Genuchten, 1980).

Экспериментальный дизайн

Опыт проведен в период вегетации озимой пшеницы с октября по май в 2016–2017 и 2017–2018 гг. Каждый участок был изолирован бетонной стеной шириной 14 см для предотвращения просачивания воды.Размер каждой делянки составлял 6,6 м 2 (ширина 2,2 м × длина 3 м). Пять обработок орошения были случайным образом назначены в полностью рандомизированном дизайне (CRD), включая эвапотранспирацию 25, 40, 60, 80 и 100% урожая, обозначенную 0,25, 0,4, 0,6, 0,8 и 1,0 ETc соответственно. Каждую обработку повторяли четыре раза. ETc оценивали по модифицированному методу Пенмана-Монтейта ФАО (Allen et al., 1998) следующим образом:

E⁢T⁢c=Kc⁢0,408⁢Δ⁢(Rn-G)+γ⁢(900/Tm⁢e⁢a⁢n+273)⁢u2⁢(es-ea)Δ+γ⁢(1+0,34⁢ у2)(1)

Где, ETc – эвапотранспирация посевов (мм сут –1 ), R n – чистая радиация на поверхности посевов (МДж м –2 сут 6 –1 90), G – плотность теплового потока почвы (МДж м –2 сут –1 ), T mean – среднесуточная температура воздуха на высоте 2 м (°C), u 2 – скорость ветра на высоте 2 м (мс –1 ), ( e с e a ) – дефицит давления пара 1 6 3 Δ (кПа), наклон кривой давления пара (кПа °C –1 ), γ – психрометрическая постоянная (кПа °C –1 ) и K c – коэффициент урожая (в диапазоне от 0.от 25 до 1,15 для озимой пшеницы), которые могут быть откалиброваны в соответствии с местными метеорологическими данными.

Kc⁢m⁢i⁢d=Kc⁢m⁢i⁢d⁢(стандарт)+[0,04(u2-2)-0,004(RHmin-45)](h4)0,3(2)

Kc⁢e⁢n⁢d=Kc⁢e⁢n⁢d⁢(стандарт)+[0,04(u2-2)-0,004(RHmin-45)](h4)0,3(3)

Где K K CMID и K C CHEND CID — это калиброванный коэффициент урожая на стадии среднего роста и поздний этап роста, соответственно, K CMID (Стамард) и K cend (стандарт) — стандартный коэффициент культуры (Allen et al., 1998) в средней и поздней стадиях роста соответственно RH мин – среднесуточная минимальная относительная влажность в период измерений (%), ч – высота посева в период измерений ( м). Когда RH мин мин не равен 45% или U 2 Большой или менее 2,0 м S -1 , K C C могут быть исправлены в соответствии с EQS. (2 и 3).Данные о К с озимой пшеницы в этом регионе в разные периоды вегетации приведены в табл. 2.

Таблица 2. Калиброванная К c озимой пшеницы в периоды вегетации за два вегетационных периода.

Климатические данные, включая температуру воздуха, относительную влажность, скорость ветра, осадки и солнечную радиацию, были получены с метеорологической станции, расположенной рядом с экспериментальным полем, и использовались для оценки ETc .

Количество капельного орошения для каждого применения определялось уравнением. (4).

I=K⁢(E⁢Ta-P)(4)

Где, I – количество капельного орошения на одно применение (мм), ET a – накопленная суммарная эвапотранспирация растений за период измерения (мм), P – накопленное эффективное количество осадков за тот же период (мм) и K – коэффициент, используемый для определения количества капельного орошения.Разница между ET и и P предусматривает, что ее следует учитывать при управлении орошением. K был настроен на уровни 0,25, 0,4, 0,6, 0,8 и 1,0 соответственно. Судя по водным условиям почвы, накопленной почвенной воды было достаточно для озимой пшеницы в стадии всходов и на стадии зимовки. Орошение было применено и началось на возвратной зеленой стадии через систему SDI. Когда величина эвапотранспирации растений достигала 35–40 мм, начинали полив.Первый полив был проведен 4 марта 2017 г. и 2 марта 2018 г. соответственно, и все обработки применялись в одинаковой норме полива (около 20 мм), так как после продолжительного зимнего периода влажность почвы была низкой. В последующем вносимой воде прописывались разные уровни орошения. Последний полив проведен 18 мая 2017 г. и 14 мая 2018 г. соответственно. Всего за каждый вегетационный период было проведено шесть капельных поливов. Диапазоны варьирования количества капельного орошения за два вегетационных периода составили 57.4–185,4 и 72,6–218,7 мм соответственно (рис. 2). Окончательные проценты количества полива отличались от желаемых значений из-за неточностей и ошибок в фактическом количестве, применяемом при ручном управлении. Фактические итоговые проценты по озимой пшенице составили 24,2, 38,9, 59,4, 80,8 и 99,1% в 2016–2017 годах и 25,6, 39,0, 60,6, 79,5 и 99,0% в 2017–2018 годах.

Рисунок 2. Совокупные объемы капельного орошения при различных режимах в течение вегетационного периода 2016–2017 и 2017–2018 гг.0,25, 0,4, 0,6, 0,8 и 1,0 ETc представляют 25, 40, 60, 80 и 100% эвапотранспирации урожая соответственно.

Система подпочвенного капельного орошения (SDI)

Система внутрипочвенного капельного орошения

была установлена ​​в 2015 году. Система капельного орошения состояла из блока управления и распределительных линий. Блок управления состоял из напорного бака, патч-фильтра, устройства для внесения удобрений и регулирующих клапанов. Для основного водопровода в системе использовались полиэтиленовые трубы диаметром 32 мм.Капельные ленты были проложены соединенными с капиллярной трубкой единой линией с отдельными открывающими клапанами для каждой подучастка. Размер капельной ленты (Netafirm Limited Company, Тель-Авив ха-Шалом, Израиль) составлял 15,9 мм внутреннего диаметра, расстояние между эмиттерами 40 см и скорость потока эмиттера 1,38 л H –1 при давлении 100 кПа. Капельную ленту закапывают на глубину 30 см от поверхности почвы. Расстояние между двумя соседними капельными лентами составляло 60 см, а на каждом опытном участке было по 4 отвода. Источник воды для орошения откачивался из подземных вод глубиной 70 м, а поливная норма для каждого участка контролировалась водомером.

Управление растениеводством

В этом эксперименте выращивали сорт пшеницы

Айканг 58, который был широко высажен в 3HP из-за его хорошей устойчивости к морозу и полеганию. Комплексное удобрение (соотношение NPK 17%:17%:17%) вносили из расчета 750 кг/га –1 перед посевом. На каждой делянке было 11 рядов с междурядьями 20 см. Озимая пшеница была высеяна с плотностью 225 растений м –2 17 октября 2016 г. и 24 октября 2017 г. Гербициды и инсектициды применялись на основе практики местных фермеров.Урожай был собран 28 мая 2017 г. и 29 мая 2018 г.

Методы сбора данных

Содержание влаги в почве (SWC, см 3 см –3 ) измеряли с интервалом 20 см между 20 и 140 см с помощью прибора Time Domain Reflectometry (TDR) (TRIME-PICO IPH, Германия). Измерения проводили каждые 15 сут после посева и каждые 10–15 сут после стадии соединения. После орошения и дождей были проведены дополнительные измерения, чтобы определить, была ли глубокая утечка.

Запасы почвенной влаги (мм) для каждого слоя почвы рассчитывали путем умножения SWC каждого слоя почвы на соответствующую глубину почвы. Извлечение воды из почвы рассчитывали как разницу в запасах воды в почве (профиль почвы 0–140 см) между двумя датами отбора проб.

Параметры популяции (общее количество побегов и неэффективные побеги) измеряли на предварительно выбранном двухрядном участке длиной 100 см на каждой экспериментальной делянке на поздних стадиях образования трещин и цветения.

Все растения в 50-сантиметровом двойном ряду были отобраны на поздних стадиях образования члеников и цветения для измерения ширины и длины всех расширяющихся листьев.Для измерения высоты растений случайным образом отбирали по 15 растений с каждого экспериментального участка. Площадь одного листа = длина листа × ширина листа × 0,83. Индекс площади листьев (LAI) = сумма площадей всех расширяющихся листьев / площадь земли, покрытая растениями.

Содержание воды в листьях измеряли на поздней стадии соединения, стадии цветения и стадии налива (через 15 дней после стадии цветения). Взвешивали 10 свежих листьев и сушили в печи при 105°С в течение 0,5 ч и при 70°С в течение 72 ч или до достижения постоянной массы, после чего регистрировали сухую массу листьев.Содержание воды в листьях (%) рассчитывали по следующему уравнению (Jin et al., 2017).

Содержание влаги в листьях (%) = (Wf-Wd)/Wf×100(5)

Где, Wf, сырой вес и Wd, сухой вес.

Параметры газообмена флагового листа, включая фотосинтез ( P n ) и скорость транспирации ( T r ) (измерение первого полностью распустившегося листа на верхушке перед стадией цветения) были измерены с помощью LI-6400XT с открытой системой газообмена (LI-Cor, Inc., Линкольн, Небраска, США) утром на стадии позднего распускания, стадии цветения и стадии налива (через 15 дней после стадии цветения). Для измерения параметров газообмена листьев с каждого экспериментального участка случайным образом отбирали 4–6 листьев.

Испарение почвы ( E s ) было представлено разницей веса последовательных дней измерения после каждого случая капельного орошения с использованием микролизиметров, и единица измерения была преобразована в мм d –1 . Каждый микролизиметр был изготовлен из поливинилхлоридных трубок, состоящих из внутреннего и внешнего цилиндров одинаковой высоты 15 см.Между рядами для каждой делянки помещали наружную бочку радиусом 6 см, которую вертикально вдавливали в почву с приведением ее верхней поверхности вровень с землей, затем вынимали почву из бочки. Внутренний ствол радиусом 5,5 см вертикально вдавливали в почву и вынимали внутренний ствол и грунт, а внутренний ствол и грунт помещали непосредственно во внешний ствол. Дно внутренней бочки закрывали марлей. Внутренний ствол взвешивали каждое утро в 7:00 в течение четырех дней подряд и устанавливали на место после следующего капельного орошения. E s измеряли шесть раз в каждом сезоне, три раза от стадии образования трещин до стадии цветения и три раза от стадии цветения до стадии созревания.

После физиологической зрелости урожай зерна и число колосьев измеряли путем уборки примерно 1 м 2 площади на каждой делянке, а массу зерна выражали при влажности 13%. Для измерения колоса зерен –1 и массы 1000 зерен (г) было отобрано по 30 штаммов пшеницы на каждом участке случайным образом.

Использование воды культурами или эвапотранспирация рассчитывались по уравнению. (6).

E⁢T=I+P+F-R-D+Δ⁢W(6)

Где, ET – использование воды культурами или эвапотранспирация (мм), I – количество капельного орошения (мм), P – количество эффективных осадков (мм), R – поверхностный сток ( мм), D – дренаж (мм), который рассчитывался как D = ( θ FC ), где θ j – влажность почвы корнеобитаемой зоны (100 –140 см) в ступенях j , FC – вместимость поля, а D обнуляется, если корневая зона (мм), Δ W – влагопоглощение почвы при посеве до созревания (мм).Капиллярного подъема и стока не было на всех участках. Таким образом, ET в этом исследовании можно рассчитать по уравнению. (7).

E⁢T=I+P-D+Δ⁢W(7)

Эффективность использования воды ( WUE , кг га –1 мм –1 ) определялась по уравнению. (8).

W⁢U⁢E=Y/E⁢T(8)

Где, Y – урожайность зерна (кг/га –1 ).

Метод анализа радиолокационной карты был использован для всесторонней оценки. Стандартизация данных и площадь лепестковой диаграммы определялись уравнениями.(9 и 10) соответственно (Li, 2014).

Xi⁢j=xi⁢j-xj⁢minxj⁢max-xj⁢min(9)

Si=∑j=1p12Xi⁢jXi⁢(j+1)sin(360p)∘(10)

Где, X ij — стандартизация данных j -го параметра при i -ом лечении, x ij 9016 — статистические данные 9016 9016 i -th обработка, x jmin — минимальное значение статистических данных по j -th параметр, x jmax статистические данные при j -м параметре, S i — площадь радиолокационной диаграммы при i -й обработке, p — количество параметров, X i ( j + 1 ) — стандартизация данных ( j+1 )-го параметра обработки при i .

Статистический анализ

Тест дисперсионного анализа (ANOVA) был применен с использованием SAS (версия 8.0, SAS Inst., Кэри, Северная Каролина, США) для оценки влияния капельного орошения на показатели роста и урожайности озимой пшеницы, WUE, ET, извлечение почвенной воды, P n и T r . Год не был включен в качестве фактора, поскольку количество капельного орошения для различных обработок и количество осадков менялись в зависимости от сезона.Средние значения каждого лечения сравнивали с тестом наименьшей значимой разницы (LSD) при уровне вероятности 0,05. Регрессионный анализ был использован для анализа отношений между содержанием воды в листьях, LAI, P n , T r , урожайностью, надземной биомассой и количеством орошения. Рисунки были подготовлены с использованием Surfer 10 и SigmaPlot 12.5.

Результаты

Погодные параметры в течение вегетационного периода

Погодные параметры в течение двух вегетационных периодов озимой пшеницы показаны на рисунке 1.До фазы зеленения озимой пшеницы (с октября по февраль) влажность в вегетационный период 2016–2017 гг. была выше, чем в 2017–2018 гг., при средней влажности 61,6 и 33,8 % соответственно. Средняя влажность в марте, апреле и мае за два вегетационных периода составила 41,7, 44,9, 35,1 % и 41,8, 41,9 и 45,0 % соответственно. Температура озимой пшеницы неожиданно понизилась в фазу начала выхода в трубку в 2017-2018 гг., когда средняя температура с 31 марта по 3 апреля составляла 20,3°С, а средняя температура снизилась до 8°С.8°С с 4 по 7 апреля. Сумма осадков за два вегетационных периода составила 120,6 и 131,2 мм соответственно. В течение 2016–2017 гг. больше осадков выпало на ранней стадии вегетации (57,8 мм с октября по февраль, что составляет 47,9% от общего количества осадков), тогда как меньше осадков выпало на ранней стадии вегетации в 2017–2018 гг. (18,5 мм с октября по февраль). февраль, что составляет 14,1% от суммы осадков). За два вегетационных периода количество осадков в мае составило 52.7 и 66,0 мм соответственно, которых было относительно много. Но большая часть осадков пришлась на более позднюю стадию налива зерна (после 20 мая выпало соответственно 40,2 и 47,6 мм).

Временное и пространственное распределение содержания влаги в почве

Мы обнаружили, что обработка 0,25 и 0,4 ETc (составляющая 25 и 40% эвапотранспирации урожая, или ETc) значительно снизила относительную SWC на ​​двух этапах испытаний (рис. 3). На поздней стадии членения по сравнению с 1.0 ETc обработка с 0,6 ETc значительно снизила относительную SWC слоя почвы 0–40 см, однако обработка 0,8 ETc оказала незначительное влияние на относительную SWC слоя почвы 0–40 см по сравнению с лечение 1.0 ETc. Кроме того, обработки 0,6 и 0,8 ETc значительно снизили относительную SWC слоев почвы 40–80 и 80–140 см по сравнению с обработкой 1,0 ETc. В фазу цветения вегетационного периода 2016–2017 годов достоверных различий по относительному SWC слоев почвы 0–40 и 40–80 см между 0.8 и 1,0 ETc. Хотя обработка 0,6 ETc значительно снизила относительную SWC слоя почвы 40–80 см, относительная SWC слоя почвы 40–80 см при обработках 0,6 и 1,0 ETc составляла более 60% FC. Обе обработки 0,6 и 0,8 ETc значительно снизили относительную SWC в слоях почвы толщиной 40–80 см по сравнению с обработкой 1,0 ETc, но относительная SWC при обработках 0,6 и 0,8 ETc была близка к 60% FC в 2017–2017–2017 гг. 2018. При этом обработки 0,6 и 0,8 ETc не оказывали существенного влияния на относительную SWC слоя почвы 80–140 см в 2017–2018 гг.Слой почвы 0–40 см подвергался как орошению, так и осадкам, поэтому колебание SWC было больше (рис. 4, 5). В течение вегетационного периода 2016–2017 гг. как для вариантов 0,25, так и для 0,4 ETc средний относительный SWC слоя почвы толщиной 40–80 см от стадии разделения до стадии цветения был менее 65% FC, а средний относительный SWC в слоях почвы 40–140 см от цветения до спелости было менее 53% FC. При вариантах 0,6 и 0,8 ETc относительная SWC в слое почвы 40–80 см от трещиноватости до фазы цветения колебалась от 65 до 71 % FC, а от стадии цветения до спелости – от 50 до 60 % FC через 40–140 лет. -см слоев почвы.Для обработки 1,0 ETc средний относительный SWC в слоях почвы 40–80 см превышал 75 % FC от стадии трещиноватости до стадии цветения и был близок к 70 % FC в слоях почвы 40–140 см от стадии цветения. стадии до зрелости. В течение вегетационного периода 2017–2018 гг. диапазоны SWC в разных вариантах были аналогичны таковым в вегетационном сезоне 2016–2017 гг., за исключением того, что варианты 0,6 и 0,8 ETc имели низкие относительно SWC 40–80-сантиметрового слоя почвы (около 60 % FC) в период от соединения до стадии цветения.

Рис. 3. Относительное содержание влаги в почве на разных стадиях роста при различных методах капельного орошения в течение вегетационного периода 2016–2017 (A) и 2017–2018 (B) . Вертикальные полосы представляют собой стандартные ошибки ( n = 4). Различные строчные буквы над полосами на одной и той же стадии выращивания значительно различаются при разных обработках: P <0,05. 0,25, 0,4, 0,6, 0,8 и 1,0 ETc представляют 25, 40, 60, 80 и 100% эвапотранспирации урожая соответственно.

Рис. 4. Временное и пространственное распределение относительной влажности почвы при различных режимах капельного орошения (2016–2017 гг.). 0,25, 0,4, 0,6, 0,8 и 1,0 ETc представляют 25, 40, 60, 80 и 100% эвапотранспирации урожая соответственно.

Рис. 5. Временное и пространственное распределение относительной влажности почвы при различных режимах капельного орошения (2017–2018 гг.). 0,25, 0,4, 0,6, 0,8 и 1,0 ETc представляют 25, 40, 60, 80 и 100% эвапотранспирации урожая соответственно.

Извлечение почвенной воды

В период мониторинга самый высокий водоотводящий слой почвы составлял 40–80 см от стадии трещиновки до цветения, а от стадии цветения до спелости он снижался до 80–140 см (табл. 3). Это свидетельствовало о том, что средний и более глубокий слои почвы были основными водопоглощающими слоями после стадии сращивания озимой пшеницы с SDI. Количество капельного орошения существенно повлияло на извлечение влаги из почвы на разных стадиях роста. От стадии соединения до стадии цветения 0.Обработка 6 ETc значительно увеличила извлечение почвенной влаги из всех слоев почвы по сравнению с обработкой 1,0 ETc. Более того, обработка 0,8 ETc значительно увеличила извлечение почвенной влаги из слоев почвы 40–80 и 0–140 см в 2017–2018 гг. по сравнению с обработкой 1,0 ETc. Как обработка 0,25, так и 0,4 ETc не привела к значительному увеличению извлечения почвенной влаги из всех слоев почвы по сравнению с обработкой 0,6 ETc. От стадии цветения до созревания в 2016-2017 годах не было выявлено существенных различий по извлечению почвенной влаги из слоев почвы 0-40 и 40-80 см между 1.0 и 0,6 ETc или 0,8 ETc. Для профиля 80–140 см и всего профиля почвы (0–140 см) обработка как 0,6, так и 0,8 ETc увеличила извлечение влаги из почвы по сравнению с обработкой 1,0 ETc. В 2017–2018 гг. обработки 0,6 и 0,8 ETc не влияли на извлечение почвенной влаги по сравнению с обработкой 1,0 ETc из всех слоев почвы из-за обильных осадков на более поздней стадии роста.

Таблица 3. Извлечение почвенной влаги (мм) от образования трещин до стадии цветения и от цветения до созревания для каждой процедуры капельного орошения в течение вегетационного периода 2016–2017 и 2017–2018 гг.

Признаки популяции растений

Мы обнаружили, что высота растений, LAI и общее количество побегов значительно уменьшились, но число неэффективных побегов увеличилось как при обработке 0,25, так и при 0,4 ETc в течение двух вегетационных сезонов (таблица 4). Более того, высота растений, LAI, общее количество побегов и неэффективные побеги при обработке 0,6 ETc были значительно ниже, чем при обработке 1,0 ETc на двух стадиях испытаний, за исключением общего количества побегов на стадии цветения в 2016–2017 гг. Кроме того, 0.Обработка 8 ETc уменьшила LAI и высоту растения по сравнению с 1,0 ETc на поздней стадии образования трещин. Однако разница между обработками 0,8 и 1,0 ETc не была существенной. Кроме того, обработка 0,8 ETc не влияла на высоту растений и LAI на стадии цветения по сравнению с обработкой 1,0 ETc. Напротив, по сравнению с обработкой 1,0 ETc, обработка 0,8 ETc значительно снизила количество неэффективных побегов на двух стадиях испытаний, а обработка 0,8 ETc значительно снизила общее количество побегов на поздней стадии образования соединений.

Таблица 4. Высота растений, LAI и количество стеблей озимой пшеницы на поздних стадиях соединения и цветения при различных обработках.

Содержание воды в листьях и фотосинтетические характеристики

По сравнению с обработкой 1,0 ETc, обработки 0,25 и 0,4 ETc снижали содержание воды в листьях на всех стадиях испытаний (рис. 6). Кроме того, обработка 0,6 ETc значительно снизила содержание воды в листьях на поздней стадии образования трещинок по сравнению с обработкой 1.0 ETc, но разница не была существенной на стадиях цветения и наполнения. Не было существенной разницы в содержании воды в листьях между обработками 0,8 и 1,0 ETc на любой стадии испытаний.

Рис. 6. Влажность листьев озимой пшеницы при различных режимах орошения (2016–2017 гг.). Вертикальные полосы представляют собой стандартные ошибки ( n = 4). Различные строчные буквы над полосами на одной и той же стадии выращивания значительно различаются при разных обработках при P <0.05. 0,25, 0,4, 0,6, 0,8 и 1,0 ETc представляют 25, 40, 60, 80 и 100% эвапотранспирации урожая соответственно.

Кроме того, обработка 0,25 и 0,4 ETc значительно снизила P n и T r на всех стадиях испытаний (рис. 7). Обработка 0,6 ETc значительно снизила P n по сравнению с обработкой 1,0 ETc на поздней стадии расшивки, но имела аналогичную P n 1.0 Обработка ETc на стадиях цветения и налива. Кроме того, T r при обработке 0,6 ETc было значительно ниже, чем при обработке 1,0 ETc на всех стадиях испытаний. Обработка 0,8 ETc не повлияла на P n по сравнению с обработкой 1,0 ETc ни на одном из этапов испытаний в 2017–2018 гг. фаза цветения 2016–2017 гг.По сравнению с обработкой 1,0 ETc, обработка 0,8 ETc значительно снизила T r на поздней стадии сращения, тогда как не было существенной разницы в T r между 0,8 и 1,0 стадии цветения и налива.

.Вертикальные полосы представляют собой стандартные ошибки ( n = 4). Различные строчные буквы над полосами на одной и той же стадии выращивания значительно различаются при разных обработках: P <0,05. 0,25, 0,4, 0,6, 0,8 и 1,0 ETc представляют 25, 40, 60, 80 и 100% эвапотранспирации урожая соответственно.

Признаки урожайности, надземная биомасса и индекс урожая

Обработки 0,25 и 0,4 ETc значительно снизили число колосов, колос –1 , массу 1000 зерен, урожайность и надземную биомассу (таблица 5).По сравнению с обработкой 1,0 ETc обработка 0,6 ETc значительно снизила количество колосов в 2017–2018 гг., тогда как не было существенных различий в количестве колоса –1 , массе 1000 зерен и урожайности между обработками 0,6 и 1,0 ETc. за два вегетационных периода. Более того, обработка 0,6 ETc снизила надземную биомассу озимой пшеницы, но привела к наивысшему индексу урожая. Индекс урожая при обработке 0,6 ETc также был выше, чем при обработке 1,0 ETc в 2016–2017 гг.По сравнению с обработкой 1,0 ETc обработка 0,8 ETc значительно увеличила массу 1000 зерен и урожайность зерна в 2016–2017 гг., тогда как не было существенных различий в массе 1000 зерен и урожайности зерна между обработками 0,8 и 1,0 ETc в 2017 г. –2018. Кроме того, обработка 0,8 ETc давала самый высокий урожай, но не влияла на надземную биомассу по сравнению с обработкой 1,0 ETc.

Таблица 5. Урожайность, компоненты урожайности, надземная биомасса и индекс урожая для каждого метода капельного орошения в течение вегетационных периодов 2016–2017 и 2017–2018 гг.

Испарение почвы (

E s ), Извлечение воды из почвы от посева до созревания, ET и WUE

Обработки 0,25 и 0,4 ETc значительно увеличили извлечение почвенной влаги от посева до созревания, в то время как их E s и ET значительно снизились по сравнению с обработкой 1,0 ETc (таблицы 6, 7). Кроме того, эти обработки не влияли на WUE по сравнению с обработкой 1,0 ETc, за исключением обработки 0.4 Лечение ETc в 2017–2018 гг. По сравнению с обработкой 1,0 ETc, обработка 0,6 ETc значительно снизила E s и ET, тогда как извлечение почвенной влаги от посева до созревания и WUE обработки 0,6 ETc значительно увеличились. По сравнению с обработкой 1,0 ETc, обработка 0,8 ETc значительно снизила E s и ET в 2016–2017 гг., а обработка 0,8 ETc не повлияла на E s 1–167 и 90 .Извлечение воды из почвы от посева до созревания и WUE при обработке 0,8 ETc были выше, чем при обработке 1,0 ETc.

Таблица 6. Извлечение почвенной влаги от посева до созревания, ET и WUE для каждой процедуры капельного орошения в течение вегетационного периода 2016–2017 и 2017–2018 гг.

Таблица 7. Среднесуточная испаряемость почвы ( E s ) после капельного орошения озимой пшеницы при различных обработках (мм d 1 ).

Комплексная оценка управления орошением озимой пшеницы в соответствии с SDI

Радарная диаграмма может не только качественно описать достоинства и недостатки объекта оценки и отдельного параметра, но и количественно описать всесторонний эффект объекта путем расчета площади диаграммы (Li, 2014). Значение оценки лечения 0,8 ETc по каждому параметру было относительно большим, а многоугольник, образованный результатами оценки, расширялся наружу (рис. 8), что указывает на то, что управляемое орошение основано на 0.8 ETc благоприятно сказался на росте озимой пшеницы в условиях SDI. Обработка 0,6 ETc показала второй результат. WUE и общее извлечение влаги из почвы при обработке 1,0 ETc были близки к центру круга (рис. 8), что указывает на то, что управляемое орошение, основанное на 1,0 ETc, имело значительные недостатки в этих аспектах. Чем больше площадь лепестковой диаграммы, тем больше преимущество объекта оценки и тем сильнее его конкурентоспособность. Площадь радиолокационной карты 0.Обработка 8 ETc была самой большой, за ней следовала обработка 0,6 ETc, и обе они были больше, чем обработка 1,0 ETc (Таблица 8). Это указывает на то, что управляемое орошение на основе 0,8 ETc или 0,6 ETc может улучшить координацию развития озимой пшеницы в условиях SDI.

Рис. 8. Радарная диаграмма, демонстрирующая продуктивность озимой пшеницы под воздействием различных ирригационных обработок.

Таблица 8. Площадь радиолокационной диаграммы при различных обработках.

Обсуждение

Постоянно сообщалось, что повышение урожайности связано с улучшением физиологических характеристик, таких как содержание воды в листьях, P n и T r (Feng and Zhou, 2018 ; Ма и др., 2018, 2019). Увеличение орошения не только повышает фотосинтетические физиологические показатели, но и значительно улучшает морфогенез растений. Джа и др.(2019) отметили, что озимая пшеница росла быстрее (более высокая высота растений и LAI) при обработке 70% FC (орошение, когда SWC снизился до 70% FC), чем при обработке 60% FC и 50% FC. Однако более равномерная скорость роста была получена при обработке 60% FC. Наши результаты показали, что LAI, содержание воды в листьях, P n и T r растений значительно увеличились с увеличением количества орошения (таблица 4 и рисунки 6, 7).Реакция LAI, содержания воды в листьях и P n на количество орошения соответствовала квадратичной модели (рис. 9). Эти отношения соответствовали тенденции между урожайностью и количеством орошения (рис. 9), что указывало на то, что орошение влияет на формирование урожая, регулируя морфофизиологические признаки растений.

.

Вода в листьях является сырьем для фотосинтеза, и содержание воды в листьях может более непосредственно отражать фактическую ситуацию роста и развития сельскохозяйственных культур по сравнению с содержанием воды в почве (Feng and Zhou, 2018). Изменение содержания воды в листьях оказывает значительное влияние на фотосинтез. SDI может регулировать вертикальное распределение корневой системы в почве и вызывать проникновение корней (Romero et al., 2004), что может улучшить поглощение и использование глубинных почвенных вод. Лю и Ли (2005) показали, что пшеница может увеличить энергию примерно на 0.78 Дж м –2 s –1 для глубоких корней для впитывания воды и повышения эффективности впитывания корней, когда поверхность почвы умеренно сухая. Следовательно, включение дефицитного орошения в SDI может синергетически улучшить рост корней и поглощение воды в недрах, тем самым регулируя физиологическую активность надземных растений. Это может быть одной из причин, почему обработка 0,6 ETc не влияла на физиологическую активность (содержание воды в листьях и P n ) растений по сравнению с 1.Обработка 0 ETc в поздний период роста (рис. 6, 7). Тем не менее, обработка 0,6 ЕТс оказала существенное негативное влияние на морфофизиологические показатели пшеницы на поздней стадии образования трещинок. Озимую пшеницу поливали со стадии соединения; в это время большинство корней располагалось в верхнем слое почвы. Таким образом, ППД при малом количестве орошения ограничил движение почвенных вод вверх, что сказалось на росте растений. В этом исследовании наблюдалась значительная линейная корреляция между объемом орошения и T r (рис. 9).Объединяя корреляцию между P n и количеством орошения (рис. 9), мы можем сделать вывод, что T r более чувствителен к орошению, чем P 9163 . С уменьшением количества поливов скорость снижения кукурузы T r становится выше, чем у P n (Li et al., 2017). Кроме того, поскольку диффузионное сопротивление CO 2 составляет около 0.В 64 раза больше, чем у водяного пара, уменьшение открытия устьиц оказывает меньшее влияние на P n , чем на T r (Plaut, 1995). Таким образом, соответствующее снижение устьичной проводимости может значительно уменьшить потерю воды через транспирацию, в то время как P n существенно не пострадало. Это может быть еще одной причиной того, что обработка 0,6 ETc сохраняла такую ​​же физиологическую активность (содержание воды в листьях и P n ), что и 1.Обработка 0 ETc в позднем периоде роста. По сравнению с достаточным орошением (1,0 ETc) аналогичная физиологическая активность, полученная при соответствующем дефиците SDI (0,6 и 0,8 ETc), послужила основой для поддержания ими урожайности. Хотя обработка 0,6 ETc значительно снижала LAI (таблица 4) и могла снижать фотосинтетическую продукцию в листьях, нелистные органы (например, колос, цветонос и влагалище) могли частично компенсировать снижение фотосинтетической продукции в листьях при соответствующем дефиците воды. условиях (Чжан и др., 2011).

Это исследование показало, что надлежащий дефицит SDI стабилизировал урожай за счет оптимизации структуры популяции и снижения избыточности роста. Урожайность зерна культуры коррелирует с числом колоса, колосом –1 и массой 1000 зерен. Стадия трещиноватости является критическим периодом для определения поглотительной способности и количества зерен на единицу площади в условиях ограниченной воды (Royo et al., 2007; Madani et al., 2010). В этом исследовании обработка 0,6 и 0,8 ETc показала незначительное влияние на количество колосов и колос -1 по сравнению с 1.Обработка 0 ETc, за исключением обработки 0,6 ETc в 2017–2018 гг., что может быть связано с хорошими водными условиями почвы от образования трещин до стадии цветения (усреднение SWC в слое почвы 40–80 см >65% FC) (рис. 4) . Более короткий период налива зерна в 3HP связан с частыми засухами и жарким ветром (Sun et al., 2006), и соответствующее дефицитное орошение в этот период может способствовать наливу зерна. Существует обильная избыточность роста в отношении высоты растения, площади листа и количества побегов (или ветвей) урожая и т. д. (Шенг, 1990), что оказывает нежелательное влияние на урожай, поскольку эти части растения являются основными поглотителями ассимилятов, требующих большого количества ассимилятов. фотосинтеза для производства сухого вещества (Ma et al., 2018). Индекс урожая популяции сельскохозяйственных культур является важным индикатором для измерения избыточности роста сельскохозяйственных культур (Zhang et al., 1999). Таким образом, снижение избыточности роста может повысить урожайность (Шенг, 1990) и увеличить индекс урожая. В этом исследовании реакция урожая или надземной биомассы на количество орошения была подобрана с использованием квадратичной модели (рис. 9). Однако, согласно квадратичной модели, мы обнаружили, что урожайность достигает плато раньше, чем надземная биомасса, по мере увеличения количества орошения.Этот результат показал, что большое количество орошения может снизить индекс урожая. Безусловно, выгодный дефицит почвенной влаги может повлиять на распределение продуктов фотосинтеза по разным тканям и органам, тем самым повышая урожайность желаемого урожая и отказываясь от роста вегетативных органов и общего количества органических синтетических веществ (Cai et al., 2000). . Согласно исследованию Стюарта и Нильсена (1990), орошение в период раннего цветения пшеницы увеличивало урожай соломы на 24%, но мало влияло на урожайность зерна.Дефицит воды на стадии выхода в трубку-цветение (SWC колебался от 60% FC до 75% FC) снижает высоту растений пшеницы, но задерживает старение листьев и облегчает наполнение зерна и, в конечном счете, оказывает незначительное влияние на урожайность (Wen et al. , 2019). Точно так же наше исследование показало, что соответствующее дефицитное орошение (0,6 и 0,8 ETc) не только снижает избыточность роста (высота растений, LAI и неэффективные побеги) (таблица 4), но также способствует наполнению зерна, увеличивая массу 1000 зерен (таблица 5). ).Все вышеперечисленное способствовало сохранению или даже увеличению урожайности и улучшению индекса урожая при соответствующих условиях дефицита SDI (0,6 и 0,8 ETc). Кроме того, мы также предположили, что соответствующее дефицитное орошение может смягчить воздействие неблагоприятной погоды на налив зерна пшеницы [например, обильные осадки (рис. 1)]. Обработки 0,25 и 0,4 ETc дали самый низкий урожай в настоящем исследовании, что было связано с их низкими вегетативными органами (например, LAI и высотой растения).Чрезмерное сокращение избыточности роста может существенно повлиять на урожайность (Ma et al., 2018). SDI относится к частичному орошению корневой зоны (Camp, 1998). Сохраняющаяся высокая влажность почвы в корневой зоне SDI приводит к гипоксии в корневой зоне (Li et al., 2016), что влияет на урожайность и качество урожая (Oliveira et al., 2013). Lamm and Trooien (2003) сообщили, что орошение с эвапотранспирацией 75% культур дает максимальный урожай кукурузы в условиях SDI. Урожайность хлопка выходит на плато, когда 75% или более дневной эвапотранспирации урожая обеспечивается в условиях SDI (Bhattarai et al., 2006). Наше исследование озимой пшеницы в условиях ИПД показало аналогичные результаты; обработка 1,0 ETc снизила выход на 2,6–4,9% по сравнению с обработкой 0,8 ETc. Таким образом, полный полив не рекомендуется для полевых культур в условиях SDI.

Настоящее исследование показало, что соответствующий дефицит SDI увеличивает извлечение воды из почвы в недрах и улучшает WUE. Глубокие запасы воды жизненно важны для роста пшеницы, поскольку они являются основным источником воды на более поздних стадиях (Cui et al., 2003). Улучшение использования накопления влаги в почве пшеницы, особенно глубокой воды в почве, имеет важное значение для максимизации урожайности зерна и WUE (Ma et al., 2013; Ман и др., 2015). Дополнительные 10,5 мм экстракции почвенной влаги из глубокого слоя почвы после фазы цветения увеличивают урожайность пшеницы на 620 кг/га –1 (Kirkegaard et al., 2007). Сонг и др. (2009) обнаружили, что повышение способности корней извлекать больше почвенной воды и уменьшение распределения корней в верхнем слое почвы являются адаптивными чертами пшеницы в условиях ограниченного водоснабжения. Точно так же микроорошение увеличивает глубинное извлечение воды из почвы, способствуя проникновению корней в глубокий слой почвы (Li et al., 2018). В качестве разновидности микроорошения система SDI имеет большее преимущество, заключающееся в оптимизации глубокого распределения корней за счет поддержания сухости поверхности почвы для ограничения роста корней в верхнем слое почвы. Гипотеза была подтверждена и в нашем исследовании, когда было установлено, что извлечение почвенной влаги происходило преимущественно из средних и глубоких слоев почвы после стадии членения пшеницы. Более высокое извлечение влаги из почвы связано с большей водопоглощающей способностью глубоких корней, поскольку доступность воды культурам коррелирует с корневой системой (Bengough et al., 2011). Относительно энергичный рост озимой пшеницы на стадии вегетативного роста стимулирует рост корней, что впоследствии увеличивает использование воды из почвы (Zhang et al., 2013). Обработка 0,6 и 0,8 ETc при относительно хороших условиях влажности почвы от образования трещин до стадии цветения способствовала росту корней. Эти обработки с умеренным водным стрессом во время наполнения зерна (например, среднее содержание влаги в почве в слоях почвы толщиной 40–140 см колебалось от 50 до 60% FC) увеличивали поглощение корневой воды.Соответственно, обе обработки 0,6 и 0,8 ETc увеличили извлечение почвенной влаги из глубоких слоев почвы (слои почвы ниже 40 см) на стадии наполнения зерна. Увеличение извлечения почвенной влаги из глубоких слоев почвы может улучшить морфогенез и физиологическую активность растений (например, площадь листьев, устьичную проводимость и скорость роста) во время засушливого стресса (Araki and Iijima, 2005; Zegada — Лизаразу и Иидзима, 2005 г.). Следовательно, соответствующий дефицит SDI (0.6 и 0,8 ETc) может способствовать использованию корневой системой глубинных почвенных вод, что полезно для растений для поддержания их физиологической активности с минимальным влиянием на урожай или без него (рис. 6, 7 и таблица 5). Хотя обработки 0,25 и 0,4 ETc также привели к высокому извлечению почвенной влаги из подпочвенных слоев (таблица 3), они все же показали отрицательное влияние на эти параметры. Это могло быть связано с извлечением почвенной влаги из глубинного слоя, которого было недостаточно для поддержания T r и роста сельскохозяйственных культур в условиях сильной засухи (Zegada-Lizarazu and Iijima, 2005).В целом увеличение извлечения влаги из глубоких слоев почвы связано с проникновением корней в глубокие слои почвы, что вызвано засухой верхнего слоя почвы (Kharrou et al., 2011). Это полезно для снижения E s для дефицита SDI, тем самым уменьшая ET. Все эти факторы сочетались с увеличением WUE при лечении 0,6 и 0,8 ETc. Кроме того, большее извлечение воды из почвы может привести к повышению емкости почвенного резервуара после сбора урожая пшеницы и увеличить проникновение ливневых вод в следующий сезон урожая (Xu et al., 2016). Поскольку поглощение воды тесно связано с распределением корней (Jha et al., 2017), необходимы дальнейшие исследования для изучения свойств корней при различных уровнях капельного орошения в рамках системы SDI.

Настоящее исследование показало, что сокращение непродуктивного потребления воды (непродуктивное испарение, испарение с почвы и потребление воды неэффективными культиваторами) было важно для соответствующего дефицита SDI для улучшения WUE. Эвапотранспирация растений включает транспирацию растений и испарение почвы (Allen et al., 2005). Основной целью водосберегающего регулирования на сельскохозяйственных угодьях является сокращение неэффективного потребления воды (испарение почвы и предотвращение избыточной транспирации) с помощью научных методов орошения и эффективных агрономических мер (Sun et al., 2005). Между количеством орошения и P n или LAI была квадратичная полиномиальная зависимость, но в этом исследовании была значимая линейная корреляция с T r (рис. 9).Этот результат свидетельствует о том, что в самом большом количестве орошения нет необходимости, поскольку это может снизить эффективность транспирации и эффективность использования воды на уровне листьев. Полог растений тесно связан с физиологическим потреблением воды (Slabbert and Krüger, 2014), и существует значительная положительная линейная корреляция между LAI и транспирацией растений (Zhang et al., 2014). Соответственно, по сравнению с обработкой 1,0 ETc, обработка 0,6 ETc уменьшила потери воды с транспирацией за счет снижения LAI и T r (рис. 7 и таблица 4).Кроме того, обработка 0,8 ETc снижала непродуктивные потери воды на транспирацию по сравнению с обработкой 1,0 ETc, поскольку она уменьшала T r на стадии трещиноватости без существенного влияния на LAI и P n в любой из тестовый этап. Полное водоснабжение может вызвать дополнительные потери воды на транспирацию (Liang et al., 2018) и значительно увеличить E s (таблица 7). Увеличение продуктивных побегов является важным методом повышения урожайности пшеницы.Тем не менее, в процессе роста популяции пшеницы образуются крупные неэффективные побеги, что приводит к избыточности роста. Шарма (1995) показал, что увеличение числа неэффективных стеблей окажет негативное влияние на производство пшеницы. Неэффективные культиваторы потребляют много воды и питательных веществ (Zhang et al., 2010). Результаты показали, что оптимизация структуры популяции растений и сокращение количества неэффективных побегов с помощью соответствующих агрономических мер может снизить потребление воды и повысить ЭПВ и урожайность.Использование меньшего количества воды для производства аналогичного урожая зерна или получение более высокого урожая зерна при аналогичном потреблении воды является эффективной стратегией улучшения WUE (Zhang et al., 2017). В этом исследовании как обработка 0,6, так и 0,8 ETc снижала ET за счет снижения потерь воды с транспирацией, E s и потребления воды инвалидными побегами по сравнению с обработкой 1,0 ETc, в то же время получая аналогичные или даже более высокие урожаи за счет оптимизации популяции. структуру, что значительно улучшило ВУЭ.

Различные модели управления водными ресурсами могут существенно влиять на воду, удобрения, газ и тепло в почве, что может влиять на морфологию сельскохозяйственных культур, физиологию, урожайность и использование воды (Li, 2014; Jha et al., 2017). Следовательно, оптимизация управления орошением требует тщательного рассмотрения реакции этих параметров на орошение. Предыдущее исследование оптимизировало управление орошением с помощью регрессионного анализа (Мачадо и Оливейра, 2005 г.; Лю и др., 2011 г., 2013 г.). Например, с помощью регрессионного анализа количества орошения, урожайности и WUE Лю и др.(2011) обнаружили, что 0,63 E (E представляет собой испарение со свободной поверхности лотка диаметром 20 см) может использоваться в качестве стратегии орошения озимой пшеницы при дождевальном орошении в 3HP в Китае. Тем не менее, регрессионный анализ не может всесторонне оценить несколько параметров. Некоторые ученые выявили, что метод анализа радиолокационных диаграмм может быть использован для решения проблемы всесторонней оценки агрономического управления (Li, 2014), что было подтверждено настоящим исследованием. В нашем исследовании всесторонне оценивались морфофизиологические характеристики, экстракция почвенной влаги, урожайность, индекс урожайности и WUE озимой пшеницы (Рисунок 8 и Таблица 8).Результаты показали, что обработка 0,6 и 0,8 ETc может способствовать скоординированному росту озимой пшеницы, что может улучшить водосбережение, производительность и эффективность.

Заключение

Дефицит SDI увеличил извлечение почвенной влаги из глубоких слоев почвы. Однако ППД при крайне низкой обеспеченности поливной водой (0,25 ЕТк и 0,4 ЕТк) отрицательно сказывалась на морфофизиологических характеристиках озимой пшеницы из-за плохого водного режима почвы после стадии разделки, особенно в период налива зерна.Следовательно, производительность и WUE этих обработок снизились. Обработки 0,6 и 0,8 ETc извлекали достаточное количество воды из глубокого слоя почвы (80–140 см) в период налива зерна по сравнению с обработкой 1,0 ETc, а также уменьшали количество неэффективных побегов и E с . Более того, обработка 0,6 ETc снижала LAI и T r , за исключением содержания воды в листьях, и P n после стадии цветения по сравнению с 1.0 лечение ETc. Обработка 0,6 ETc снизила ET и надземную биомассу, но привела к аналогичному урожаю по сравнению с обработкой 1,0 ETc, а затем WUE и индекс урожая при обработке 0,6 ETc увеличились. Максимальный урожай был получен при обработке 0,8 ETc из-за высокого содержания P n , T r и LAI после стадии цветения. Обработка 1,0 ETc показала снижение урожайности из-за снижения массы 1000 зерен.Эти результаты показали, что SDI при надлежащем дефицитном орошении может уменьшить избыточность роста растений за счет уменьшения высоты и эффективного контроля неэффективных побегов, улучшения извлечения воды из глубоких слоев почвы и регулирования физиологических характеристик растений. Таким образом, он может улучшить WUE при сохранении доходности.

Заявление о доступности данных

Все наборы данных, созданные для этого исследования, включены в статью/дополнительный материал.

Вклад авторов

M-DY и T-CW задумали и разработали исследование.C-MD и F-JM собрали данные. M-DY проанализировал данные и написал рукопись. SL, X-KG, S-CM и LW пересмотрели рукопись. Все авторы внесли свой вклад в эту работу.

Финансирование

Эта исследовательская работа была совместно поддержана Национальной ключевой программой исследований и разработок Китая (2017YFD0301106) и Национальным фондом естественных наук Китая (31871553 и 31601258).

Конфликт интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Каталожные номера

Аль-Гобари, Х.М., и Девидар, А.З. (2018). Включение дефицитного орошения в поверхностное и подземное капельное орошение в качестве стратегии экономии воды в засушливых регионах. С/х. Управление водой 209, 55–61. doi: 10.1016/j.agwat.2018.07.010

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Аллен Р.Г., Перейра Л.С., Дирк Р. и Мартин С. (1998). Эвапотранспирация культур – Руководство по расчету потребности культур в воде – Документ ФАО по ирригации и дренажу 56. Рим: ФАО.

Академия Google

Аллен, Р. Г., Перейра, Л. С., Смит, М., Раес, Д., и Райт, Дж. Л. (2005). Метод двухкультурного коэффициента FAO-56 для оценки испарения с почвы и расширения применения. Дж. Ирриг. Осушать. англ. 131, 2–13. doi: 10.1061/(начало)0733-94372005131:1(2

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Араки, Х., и Иидзима, М. (2005). Анализ стабильных изотопов воды, извлеченной из недр риса нагорного риса ( Oriza sativa L.) под влиянием засухи и уплотнения почвы. Почва для растений 270, 147–157. doi: 10.1007/s11104-004-1304-2

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Аярс, Дж. Э., Фултонб, А., и Тейлорк, Б. (2015). Подпочвенное капельное орошение в Калифорнии — здесь, чтобы остаться. С/х. Управление водой 157, 39–47. doi: 10.1016/j.agwat.2015.01.001

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Бадр, М. А., Абу Хусейн, С. Д., Эль-Тохами, В. А., и Груда, Н. (2010).Эффективность внутрипочвенного капельного орошения при выращивании картофеля в различных условиях засушливого стресса. Гезунде Пфланцен 62, 63–70. doi: 10.1007/s10343-010-0222-x

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Белл, Дж. М., Шварц, Р., Макиннес, К. Дж., Хауэлл, Т., и Морган, К. Л. С. (2018). Влияние дефицита орошения на урожайность и компоненты урожайности зернового сорго. С/х. Управление водой 203, 289–296. doi: 10.1016/j.agwat.2018.03.002

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Бенго, А.Г., Маккензи Б.М., Халлетт П.Д. и Валентайн Т.А. (2011). Удлинение корней, водный стресс и механический импеданс: обзор предельных напряжений и полезных характеристик кончиков корней. Дж. Экспл. Бот. 62, 59–68. дои: 10.1093/jxb/erq350

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Бхаттараи С.П., Макхью А.Д., Лотц Г. и Мидмор Д.Дж. (2006). Реакция хлопчатника на внутрипочвенный капельный полив и полив по бороздам в вертисоле. Экспл.Агр. 42, 29–49. дои: 10.1017/S0014479705003029

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Цай Х., Канг С., Ван З., Чай Х., Ху Х. и Ван Дж. (2000). Соответствующие фазы роста и степень дефицита урожая регулируются дефицитным орошением. Пер. Подбородок. соц. Агр. англ. 16, 24–27.

Академия Google

Chai, Q., Gan, Y., Zhao, C., Xu, H.-L., Waskom, R.M., Niu, Y., et al. (2016). Регулируемое дефицитное орошение для растениеводства в условиях засухи: обзор. Агрон. Поддерживать. Дев. 36, 1–21. doi: 10.1007/s13593-015-0338-6

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Чолак, Ю. Б., Язар, А., Генен, Э., и Эродлу, Э. Ч (2018). Урожайность и качество реакции баклажанов с поверхностным и подпочвенным капельным орошением и сравнение чистой прибыли. С/х. Управление водой 206, 165–175. doi: 10.1016/j.agwat.2018.05.010

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Цуй, Х., Чжан, С., Ян, К., Цзин, Х., и Ма, А.(2003). Моделирование оптимальной емкости почвы для выращивания богарной пшеницы на лёссовом плато. J. Консервация почвенной воды. 17, 110–112. doi: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2003.04.029

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Фэн, X., и Чжоу, Г. (2018). Связь содержания воды в листьях с фотосинтезом и содержанием влаги в почве у яровой кукурузы. Acta Ecol. Грех. 38, 177–185. дои: 10.5846/stxb201612092534

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Гао, К., Чанг, Дж., и Ли, Дж. (2018). Современное понимание гидротропной реакции корней растений. Подбородок. Бык. Бот. 53, 154–163. дои: 10.11983/CBB18020

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Гао Ю., Ян Л., Шен Х., Ли Х., Сунь Дж., Дуань А. и др. (2014). Озимая пшеница с внутрипочвенным капельным орошением (SDI): коэффициенты урожайности, оценки водопользования и влияние SDI на урожайность зерна и эффективность использования воды. С/х. Управление водой 146, 1–10. doi: 10.1016/j.агват.2014.07.010

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Хао Б., Сюэ К., Марек Т. Х., Джессуп К. Э., Хоу Х., Сюй В. и др. (2015). Извлечение воды из почвы, использование воды и урожайность зерна засухоустойчивой кукурузой на высоких равнинах Техаса. С/х. Управление водой 155, 11–21. doi: 10.1016/j.agwat.2015.03.007

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Джа С.К., Гао Ю., Лю Х., Хуанг З., Ван Г., Лян Ю. и др. (2017). Развитие корневой системы и поглощение воды озимой пшеницей при различных методах и графиках орошения для Северного Китая. С/х. Управление водой 182, 139–150. doi: 10.1016/j.agwat.2016.12.015

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Джа С.К., Раматшаба Т.С., Ван Г., Лян Ю., Лю Х., Гао Ю. и др. (2019). Реакция роста, урожайности и эффективности использования воды озимой пшеницы на различные методы и графики орошения на Северо-Китайской равнине. С/х. Управление водой 217, 292–302. doi: 10.1016/j.agwat.2019.03.011

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Джин, Х., Ши, К., Ю, С.Ю., Ямада, Т., и Сакс, Э.Дж. (2017). Определение содержания воды в листьях с помощью спектрометрии в видимом и ближнем инфракрасном диапазоне и многомерной калибровки в Miscanthus . Перед. Растениевод. 8:721. doi: 10.3389/fpls.2017.00721 ​​

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Харроу, М. Х., Эр-Раки, С., Чебуни, А., Дюшемин, Б., Симонно, В., ЛеПейдж, М., и др. (2011). Эффективность водопользования и урожайность озимой пшеницы при различных режимах орошения в полузасушливом регионе. С/х. науч. 02, 273–282. doi: 10.4236/as.2011.23036

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Киркегор, Дж. А., Лилли, Дж. М., Хоу, Г. Н., и Грэм, Дж. М. (2007). Влияние использования подземных вод на урожайность пшеницы. австр. Дж. Агрик. Рез. 58, 303–315. дои: 10.1071/AR06285

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Ламм, Ф. Р., и Троуэн, Т. П. (2003). Подпочвенное капельное орошение для выращивания кукурузы: обзор 10-летних исследований в Канзасе. Ирриг. науч. 22, 195–200. doi: 10.1007/s00271-003-0085-3

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Leghari, S.J., Soomro, A.A., Laghari, M.G., Talpur, H.K., Soomro, A.F., Mangi, H.M., et al. (2018). Влияние нормы NPK и частоты полива на рост и урожайность Trifolium alexandrium L. AIMS Agric. Еда 3, 397–405. doi: 10.3934/agrfood.2018.4.397

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Ли, Дж., Инанага С., Ли З. и Энеджи Э. (2005). Оптимизация графика орошения озимой пшеницы на Северо-Китайской равнине. С/х. Управление водой 76, 8–23. doi: 10.1016/j.agwat.2005.01.006

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Li, J., Liu, C., Wang, K., Xiao, C., Xu, W., Zhang, G., et al. (2017). Влияние различных режимов капельного орошения на фотосинтетические характеристики и урожайность яровой кукурузы в условиях высокой урожайности и плотности посадки в Синьцзяне. J. Maize Sci. 25, 112–117. doi: 10.13597/j.cnki.maize.science.20170118

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Li, J., Xu, X., Lin, G., Wang, Y., Liu, Y., Zhang, M., et al. (2018). Микроорошение повышает урожайность зерна и эффективность использования ресурсов за счет совместного размещения корней и распределения азотных удобрений озимой пшеницы на Северо-Китайской равнине. науч. Общая окружающая среда. 643, 367–377. doi: 10.1016/j.scitotenv.2018.06.157

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Ли, Ю., Ню, В., Сюй, Дж., Ван, Дж., Чжан, М., и Лв, В. (2016). Морфология корней тепличной дыни при внутрипочвенном капельном орошении с дополнительной аэрацией почвы. науч. Садоводство. 201, 287–294. doi: 10.1016/j.scienta.2016.02.018

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Ли, З. (2014). Динамика роста яровой кукурузы на засушливых землях Реакция пространственно-временного распределения ее корневой системы на различные виды водного хозяйства. Докторская диссертация, Северо-западный университет A&F, Янлин.

Академия Google

Лян Ю., Гао Ю., Ван Г., Си З., Шен Х. и Дуань А. (2018). Роскошная транспирация озимой пшеницы и ее реакция на дефицит орошения на Северо-Китайской равнине. Почвенная среда растений. 64, 361–366. дои: 10.17221/331/2018-pse

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Лю, Х., Ю, Л., Луо, Ю., Ван, X., и Хуанг, Г. (2011). Реакция озимой пшеницы ( Triticum aestivum L.) эвапотранспирации и урожайности на режим дождевания. С/х. Управление водой 98, 483–492. doi: 10.1016/j.agwat.2010.09.006

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Лю, Х.С., и Ли, Ф.М. (2005). Корневое дыхание, фотосинтез и урожайность зерна двух яровой пшеницы в ответ на высыхание почвы. Регулятор роста растений. 46, 233–240. doi: 10.1007/s10725-005-8806-7

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Лю, X., Шао, Л., Сунь, Х., Чен, С., и Чжан, X. (2013). Реакция урожайности и эффективности водопользования на объем орошения, определяемая испарением поддонов для озимой пшеницы. С/х. Управление водой 129, 173–180. doi: 10.1016/j.agwat.2013.08.002

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Lv, G., Kang, Y., Li, L., and Wan, S. (2009). Влияние методов орошения на развитие корневой системы и водопоглощение почвы у озимой пшеницы. Ирриг. науч. 28, 387–398. doi: 10.1007/s00271-009-0200-1

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Ma, G., Liu, W., Li, S., Zhang, P., Wang, C., Lu, H., et al. (2019). Определение оптимального внесения азота для повышения урожайности и качества зерна озимой пшеницы с уменьшением видимых потерь азота на Северо-Китайской равнине. Перед. Растениевод. 10:181. doi: 10.3389/fpls.2019.00181

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Ма, С.-К., Ли, Ф.-М., Ян, С.-Дж., Ли, К.-Х., Сюй, Б.-К., и Чжан, X.-К. (2013). Влияние обрезки корней на негидравлический сигнал от корней, засухоустойчивость и эффективность использования воды озимой пшеницы. Дж. Интегр. Агр. 12, 989–998. doi: 10.1016/s2095-3119(13)60476-1

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Ма, С.-C., Ван, Т.-С., Гуань, X.-K., и Чжан, X. (2018). Влияние сроков посева и нормы высева на составляющие урожая и эффективность водопользования озимой пшеницы путем регулирования избыточности роста и физиологических признаков корнеплодов и побегов. Полевые культуры Res. 221, 166–174. doi: 10.1016/j.fcr.2018.02.028

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Мачадо, Р.М.А., и Оливейра, М.Д.Р.Г. (2005). Распределение корней томатов, урожайность и качество плодов при различных режимах и глубинах внутрипочвенного капельного орошения. Ирриг. науч. 24, 15–24. doi: 10.1007/s00271-005-0002-z

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Мадани А., Ширани-Рад А., Пазоки А., Нурмохаммади Г., Заргами Р. и Мохтасси-Бидголи А. (2010). Влияние ограничений источника или поглотителя на формирование урожая озимой пшеницы ( Triticum aestivum L.) из-за послецветового дефицита воды и азота. Почвенная среда растений. 56, 218–227. дои: 10.17221/217/2009-PSE

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Мэн, Дж.-Г., Ю, З.-В., Ши, Ю. и Чжан, Ю.-л (2015). Влияние дополнительного орошения путем измерения влажности в различных слоях почвы на характеристики водопотребления, фотосинтеза и урожайность зерна озимой пшеницы. Подбородок. Дж. Заявл. Экол. 26, 2353–2361. doi: 10.13287/j.1001-9332.20150610.002

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Оливейра, Х.К., Фреши, Л., и Содек, Л. (2013). Метаболизм и транслокация азота в растениях сои при корневой недостаточности кислорода. Завод физиол. Биохим. 66, 141–149. doi: 10.1016/j.plaphy.2013.02.015

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Плаут, З. (1995). Чувствительность сельскохозяйственных растений к водному стрессу на определенных стадиях развития: переоценка экспериментальных данных. Иср. Дж. Растениевод. 43, 99–111. дои: 10.1080/07929978.1995.10676596

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Рахил, М. Х., и Канадилло, А. (2015). Влияние различных режимов орошения на урожайность и эффективность использования воды культурами огурцов. С/х. Управление водой 148, 10–15. doi: 10.1016/j.agwat.2014.09.005

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Ромеро П., Ботия П. и Гарсия Ф. (2004). Влияние регулируемого дефицитного орошения в условиях внутрипочвенного капельного орошения на вегетативное развитие и урожайность взрослых миндальных деревьев. Почва для растений 260, 169–181. doi: 10.1023/b:plso.0000030193.23588.99

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Ройо, К., Альваро Ф., Мартос В., Абдельхамид Р., Исидро Дж., Вильегас Д. и др. (2007). Генетические изменения компонентов урожайности твердой пшеницы и связанных с ними признаков итальянских и испанских сортов в ХХ веке. Euphytica 155, 259–270. doi: 10.1007/s10681-006-9327-9

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Садрас В.О., Вильялобос Ф.Дж., Феререс Э. и Вулф Д.В. (1993). Реакция листьев на дефицит влаги в почве: сравнительная чувствительность скорости роста листьев и проводимости листьев у выращенного в поле подсолнечника ( Helianthus annuus L.). Почва для растений 153, 189–194. дои: 10.1007/bf00012991

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Шарма, RC (1995). Смертность побегов и ее связь с урожайностью зерна яровой пшеницы. Полевые культуры Res. 41, 55–60. doi: 10.1016/0378-4290(94)00109-p

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Шарма С.П., Лесковар Д.И., Кросби К.М., Волдер А. и Ибрагим А.М.Х. (2014). Реакции на рост корней, урожайность и качество плодов дынь reticulatus и inodorus ( Cucumis melo L.) к дефициту внутрипочвенного капельного орошения. С/х. Управление водой 136, 75–85. doi: 10.1016/j.agwat.2014.01.008

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Шэн, К. (1990). Замедление роста как объяснение сверхкомпенсации посевов при закладке корма. Подбородок. Дж. Заявл. Экол. 1, 26–30. дои: 10.1007/BF02

5

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Слабберт, М. М., и Крюгер, Г. Х. Дж. (2014). Активность антиоксидантных ферментов, накопление пролина, площадь листа и стабильность клеточной мембраны в условиях водного стресса листьев амаранта . Южная Африка Дж. Бот. 95, 123–128. doi: 10.1016/j.sajb.2014.08.008

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Сонг, Л., Ли, Ф.М., Фань, X.В., Сюн, Ю.К., Ван, В.К., и Тернер, Н.К. (2009). Доступность почвенной влаги и конкуренция растений влияют на урожайность яровой пшеницы. евро. Дж. Агрон. 31, 51–60. doi: 10.1016/j.eja.2009.03.003

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Государственное управление лесного хозяйства (1999 г.). Определение гранулометрического состава лесных почв (механический состав). Пекин: Standards Press of China.

Академия Google

Стюарт, Б.А., и Нильсен, Д.Р. (1990). Орошение сельскохозяйственных культур. Мэдисон, Висконсин: Американское общество агрономии, 597–638.

Академия Google

Сунь, Х., Лю, К., Чжан, X., Шен, Ю. и Чжан, Ю. (2006). Влияние орошения на водный баланс, урожайность и ЭЭП озимой пшеницы на Северо-Китайской равнине. С/х. Управление водой 85, 211–218. doi: 10.1016/j.agwat.2006.04.008

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Сунь, Дж., Канг, С., Ван, Дж., Ли, X., и Сонг, Н. (2005). Опыт по испарению почвы яровой кукурузы в условиях бороздкового полива. Пер. Подбородок. соц. Агр. англ. 21, 20–24. doi: 10.3321/j.issn:1002-6819.2005.11.005

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Тао, X., Су, Д., Коу, Д., Ли, Ю., и Цяо, Ю. (2015). Влияние методов орошения на фотосинтетические характеристики и урожайность люцерны в засушливых районах Северо-Западного Китая. Подбородок. Дж. Глассленд 37, 35–41. doi: 10.3969/j.issn.1673-5021.2015.04.006

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

ван Генухтен, М. Т. (1980). Уравнение в закрытой форме для прогнозирования гидравлической проводимости ненасыщенных грунтов. Почвоведение. соц. Являюсь. J. 44, 892–898. doi: 10.2136/sssaj1980.03615995004400050002x

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Ворис, Э. Д., Такер, П. Л., Ланкастер, С. В., и Гловер, Р.Э. (2009). Подпочвенное капельное орошение кукурузы на Среднем Юге США. С/х. Управление водой 96, 912–916. doi: 10.1016/j.agwat.2008.12.004

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Ван, Дж., Ван, П., Цинь, К., и Ван, Х. (2017). Влияние оседания и восстановления земель на гидравлические свойства почвы в горнодобывающем районе Лессового плато в Китае. Катена 159, 51–59. doi: 10.1016/j.catena.2017.08.001

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Ван, С., Чжан, X., и Пей, Д. (2006). Влияние различных условий водообеспеченности на распределение корней, урожайность и эффективность использования воды озимой пшеницы. Пер. Подбородок. соц. Агр. англ. 22, 27–32. doi: 10.3321/j.issn:1002-6819.2006.02.007

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Вэнь, Л., Чжан, Ф., Цзоу, Х., Лу, Дж., Го, Дж., и Сюэ, З. (2019). Влияние водного дефицита и нормы азота на рост, использование воды и азота яровой пшеницы. J. Triticeae Crops 39, 478–486.doi: 10.7606/j.issn.1009-1041.2019.04.14

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Ву, X., и Бао, В. (2015). Рост листьев, газообмен и параметры флуоресценции хлорофилла в ответ на различные водные дефициты у сортов пшеницы. Завод Изд. науч. 14, 254–259. doi: 10.1626/pps.14.254

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Сюй, К., Тао, Х., Тянь, Б., Гао, Ю., Рен, Дж., и Ван, П. (2016). Ограниченное орошение повышает эффективность использования воды и емкость почвенных резервуаров за счет регулирования роста корней и кроны озимой пшеницы. Полевые культуры Res. 196, 268–275. doi: 10.1016/j.fcr.2016.07.009

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Сюй, Дж., Ли, К.-Ф., Мэн, К.-Ф., Ге, Дж.-З., Ван, П., и Чжао, М. (2015). Влияние различных режимов капельного орошения на стадии всходов на урожайность и эффективность использования воды яровой кукурузы в Северо-Восточном Китае. Акта Агрон. Грех. 41, 1279–1286. doi: 10.3724/sp.j.1006.2015.01279

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Ян, М., Guan, X., Liu, Y., Cui, J., Ding, C., Wang, J., et al. (2019). Влияние схемы капельного орошения и регулирования воды на накопление и распределение сухого вещества и азота, а также эффективность использования воды при возделывании яровой кукурузы. Акта Агрон. Грех. 45, 443–459. doi: 10.3724/sp.j.1006.2019.83026

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Ю, Ю., Шихонг, Г., Сюй, Д., Цзяндун, В., и Ма, X. (2010). Влияние инъекции Трефлана на рост озимой пшеницы и засорение корней подпочвенных капельниц. С/х. Управление водой 97, 723–730. doi: 10.1016/j.agwat.2010.01.003

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Зегада-Лизаразу, В., и Иидзима, М. (2005). Способность глубокого поглощения воды корнями и эффективность использования воды африканского проса по сравнению с другими видами проса. Завод Изд. науч. 8, 454–460. doi: 10.1626/pps.8.454

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Zhang, D., Chang, Y., Li, J., Zhang, Z., Pan, T., Du, Q., et al. (2014).Критические факторы транспирации дыни в пластиковой теплице. Acta Ecol. Грех. 34, 953–962. дои: 10.5846/stxb201210051371

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Чжан, X., Чен, С., Сунь, Х., Ван, Ю., и Шао, Л. (2009). Размер корней, распределение и истощение почвенной влаги в зависимости от сорта и факторов окружающей среды. Полевые культуры Res. 114, 75–83. doi: 10.1016/j.fcr.2009.07.006

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Чжан, X., Чен С., Сунь Х., Ван Ю. и Шао Л. (2010). Эффективность использования воды и связанные с ней признаки сортов озимой пшеницы на Северо-Китайской равнине. С/х. Управление водой 97, 1117–1125. doi: 10.1016/j.agwat.2009.06.003

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Чжан, X., Чен, С., Ван, Ю., и Шао, Л. (2013). Оптимизация урожайности озимой пшеницы путем регулирования водопотребления на вегетативной и репродуктивной стадиях в условиях ограниченного водообеспечения. Ирриг. науч. 31, 1103–1112. doi: 10.1007/s00271-012-0391-8

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Чжан, X., Цинь, В., Чен, С., Шао, Л., и Сунь, Х. (2017). Реакция урожайности и WUE озимой пшеницы на водный стресс за последние три десятилетия – тематическое исследование на Северо-Китайской равнине. С/х. Управление водой 179, 47–54. doi: 10.1016/j.agwat.2016.05.004

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Чжан Ю., Чжан Ю., Ван З. и Ван З. (2011).Особенности строения кроны и вклад нелистных органов в урожай озимой пшеницы при различных условиях орошения. Полевые культуры Res. 123, 187–195. doi: 10.1016/j.fcr.2011.04.014

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Подповерхностное капельное орошение (SDI) – Общие сведения об орошении сельскохозяйственных культур

Подповерхностный капельный полив включает в себя постоянное закапывание линии капельного орошения в поле ниже пахотного слоя. Глубина и интервалы будут зависеть от типа культуры, которую предполагается выращивать.Первоначальная стоимость может составлять от 1000 до 2000 долларов за акр в зависимости от размера поля, но может длиться более 20 лет при надлежащем обслуживании. Большая часть исследований SDI была проведена в Канзасе, Небраске и Техасе, где не хватало воды для орошения. Как и капельное орошение, установленное на поверхности, SDI может сократить потребление воды на 50%, но добавляет некоторые проблемы, поскольку капельные линии не видны для проверки засоренных эмиттеров и повреждений. Поскольку поверхность почвы редко бывает влажной, потребуется мониторинг влажности почвы для получения данных о результатах поливных работ.

Следующие информационные бюллетени и веб-страницы должны дать всестороннее представление о преимуществах и проблемах SDI.

Планирование

Подпочвенное капельное орошение на Великих равнинах, Университет штата Канзас.

Преимущества и недостатки подпочвенного капельного орошения, 2002 г. Ф.Р. Ламм, Университет штата Канзас.

Преимущества и недостатки подпочвенного капельного орошения, J.O. Пайеро, К.Д. Йонтс, С. Ирмак, Д. Таркалсон, Бюллетень EC776, Расширение Университета Небраски-Линкольн, 2005.

Подпочвенное капельное орошение, Д. Райх, Р. Годин, Дж. Л. Чавес, И. Бронер, Бюллетень 4.716, Расширение государственного университета Колорадо, 2014 г.

SDI для производства кукурузы — краткий обзор 25 лет исследований KSU, F.R. Ламм, Д. Х. Роджерс, Материалы 26-й конференции по ирригации Центральных равнин, 2014 г.

.

K-State Center Pivot Sprinkler и таблица экономического сравнения SDI, F.R. Ламм, Д.М. О’Брайен, Д. Х. Роджерс, Материалы 26-й конференции по ирригации Центральных равнин, 2015 г.Ссылка на электронную таблицу под CP_SDI15

Приложения SDI в Канзасе и США, Дж. Агилар, Д.Х. Роджерс, И. Кисекка, Ф.Р. Ламм, Материалы 26-й конференции по ирригации Центральных равнин, 2015 г.

.

Часто задаваемые вопросы о подземном орошении, F.R. Ламм, Д. Х. Роджерс, Материалы 26-й конференции по ирригации Центральных равнин, 2015 г.

.

SDI, Основы успешных систем, Ф.Р. Ламм, Д. Х. Роджерс, Материалы 26-й конференции по ирригации Центральных равнин, 2012 г.

Соображения по применению подпочвенного капельного орошения во влажных и субвлажных районах, М.Д. Дьюкс, Д.З. Хаман, Р.О. Эванс, Г.Л. Грабов, К. Харрисон, А. Халилиан, У.Б. Смит, Д.С. Росс, П. Такер, Д.Л. Томас, Р. Б. Соренсен, Э. Ворисс, Х. Чжу, Бюллетень 903, Совместное расширение Университета Джорджии, 2013 г.

Проектирование и установка

Установка системы подпочвенного капельного орошения для пропашных культур, J. Enciso, Bulletin, B-6151, Texas A&M University Extension, 2004.

Вопросы проектирования систем подпочвенного капельного орошения (SDI), Ф. Р. Ламм, Д. Х. Роджерс, М. Алам, Г. А. Кларк, Сельскохозяйственная экспериментальная станция штата Канзас, 2003 г.


Компоненты подпочвенного капельного орошения (SDI): минимальные требования, D.H. Rogers, F.R. Ламм, М. Алам, Бюллетень MF-2576, Канзасский государственный университет, 2003 г.

.
Эксплуатация и управление

Вопросы управления при эксплуатации системы подпочвенного капельного орошения (SDI), F.Р. Ламм, Д.Х. Роджерс, М. Алам, Г.А. Кларк, Бюллетень MF-2590, Расширение Канзасского государственного университета, 2003 г.

.

Рекомендации по фильтрации и техническому обслуживанию систем подпочвенного капельного орошения (SDI), М. Алам, Т.П. Троуэн, Ф.Р. Ламм, Д. Х. Роджерс, Бюллетень MF-2561, Расширение Канзасского государственного университета, 2002 г.

.
Производство сои с SDI

Развитие корня сои относительно вегетативной и репродуктивной фенологии, 2012. Дж.А.Торрион, Т.Д. Сетионо, К.Г. Кассман, Р. Б. Ферусон, С.Ирмак, Дж. Э. Шпехт, Агрономический журнал, 104(6):1702-1709.

Растениеводство подсолнечника, сои и зернового сорго в зависимости от глубины капельного шланга, 2010 г. Ф.Р. Ламм, А.А. Абу Хейра, Т.П. Trooien, Прикладная инженерия в сельском хозяйстве, 26(5): 873-882.

Системы внутрипочвенного капельного орошения | Капельное орошение | Орошение | Вода | Управление фермой

Настоятельно рекомендуется, прежде чем принять решение о покупке системы подпочвенного капельного орошения, определить свои индивидуальные требования.Это поможет определиться с выбором типа ирригационной системы, которую вы покупаете.

Завершить финансовую оценку

Установка этого типа оборудования является важным бизнес-решением, и вам рекомендуется выполнить финансовую оценку с учетом инвестиций.

При этом следует учитывать:

  • влияние денежных потоков
  • капитальные затраты по сравнению с эксплуатацией и обслуживанием
  • период окупаемости
  • налоговые последствия
  • выгоды от инвестиций.

Не вступайте в систему, пока не рассмотрите и не поймете следующее:

  1. Каковы ключевые компоненты системы?
  2. Чего я пытаюсь добиться с помощью системы подпочвенного капельного орошения?
  3. Каковы свойства моей почвы в отношении бокового движения воды?
  4. Какой тип культуры и севооборот я собираюсь использовать?
  5. Каковы особенности дизайна?
  6. Есть ли у меня надежный источник воды?
  7. Знаю ли я, как в полной мере воспользоваться преимуществами системы?
  8. Понимаю ли я важность установки?
  9. Достаточно ли я рассмотрел другие общие соображения?

Ключевые компоненты системы подпочвенного капельного орошения

Конструкция системы является наиболее важным компонентом — система должна быть спроектирована квалифицированным и опытным проектировщиком системы подпочвенного капельного орошения.Надлежащее рассмотрение всех аспектов на данном этапе сэкономит время и деньги в дальнейшем и обеспечит эффективную и действенную работу системы.

Насосы

В проекте должны быть описаны конкретные требования к насосу с точки зрения требуемой скорости потока и требований к общему напору системы. Вам следует обратиться к ряду авторитетных поставщиков насосов с этой информацией и запросить расценки. Насосы с высоким КПД обеспечат более низкие эксплуатационные расходы в течение всего срока реализации проекта, и их следует рассмотреть.Убедитесь, что насос может обеспечить соответствующую скорость по всей системе для оптимальной промывки.

Системы фильтрации

Системы фильтрации являются важным компонентом, который при правильном выборе увеличивает срок службы системы. Существует ряд вариантов фильтров, наиболее распространенными из которых являются сетчатые, дисковые фильтры и фильтры типа носителя. Они обеспечивают различные уровни фильтрации, и ваш выбор будет основываться на качестве имеющейся у вас системы орошения.

Отстойники и циклоны могут быть необходимы там, где имеется большое количество ила или песка.

Наряду с растворенными ионами необходимо учитывать и другие факторы, такие как водоросли.

Фильтры более высокого качества (например, дисковые и песочные) сводят к минимуму техническое обслуживание в полевых условиях.

Магистральные и вспомогательные трубопроводы

Обычно они изготовлены из ПВХ и подают воду к боковым капельным лентам. При выборе места, диаметра и длины учитывайте давление в системе, скорость потока, гидравлический удар и стоимость.

Лента боковая капельница

Изготовлены из полиэтилена и имеют встроенные эмиттеры.Они бывают разных диаметров, расстояний между эмиттерами и скоростей потока, которые должны определяться потребностью растений в воде и водоудерживающей способностью почвы. Толщина стенки важна для минимизации повреждений: чем толще стенка, тем более устойчивой к повреждениям будет лента капельницы.

Излучатели

Они могут быть довольно короткими и приваренными к внутренней стороне ленты или довольно длинными и являться частью шва ленты. Есть несколько соображений, которые вам необходимо понять в отношении эмиттеров.

Другие компоненты

Другие компоненты, о которых следует узнать у поставщика и проектировщика и которые должны быть включены в качестве составных компонентов.

Клапаны регулятора давления — обеспечивают поддержание необходимого давления в системе, чтобы требуемый расход достигался на всех эмиттерах, а общее изменение расхода (равномерность) оставалось на приемлемом уровне.

Зональные клапаны — как следует из названия, они регулируют поток в различные зоны или блоки в загоне, обслуживаемом системой подпочвенного капельного орошения.

Воздушные и вакуумные выпускные клапаны — предотвращают обратное всасывание грунта через эмиттеры при отключении или при сливе лент.Они также позволяют удалять воздух из системы, сводя к минимуму гидравлический удар.

Промывочный коллектор — важный компонент в конце системы, где подсоединяются боковые капельные ленты, используется для промывки системы.

Манометры — необходимы для управления и обслуживания системы.

Расходомер — измеряет объем воды, подаваемой через систему, и является важным инструментом мониторинга, который также помогает определить производительность системы.

Инжектор для удобрений — обеспечивает ирригатору возможность фертигации через систему орошения.

Предохранитель обратного потока, обратный или обратный клапан — предотвращают обратный поток удобрений и/или твердых частиц в систему водоснабжения. Используется там, где подается питьевая вода.

Чего я хочу добиться с помощью системы подпочвенного капельного орошения?

Важно, чтобы вы серьезно рассмотрели такие альтернативы, как:

  • орошение с контролем границы
  • боковое перемещение
  • центральный круг.

При соответствующих условиях грунта, проектировании, строительстве, эксплуатации и обслуживании (ЭиТО) эти системы могут быть экономичными и эффективными.

Поговорите с геодезистом и проектировщиком ирригационных систем или другими ирригаторами с системой орошения SSD.

Проведите анализ затрат/выгод инвестиций в течение всего срока службы, чтобы убедиться, что система подпочвенного капельного орошения подходит для вашей конкретной ситуации.

Если вы уверены, что система подпочвенного капельного орошения — это то, что вам нужно или нужно, примите во внимание следующее.

Свойства почвы по отношению к боковому движению воды

Это ключевой фактор, определяющий расстояние между лентами в поперечном направлении. Более песчаные почвы требуют более близкого расстояния, что увеличивает капитальные затраты. Более широкие интервалы возможны на более тяжелых почвах, поскольку в этих почвах больше боковое движение воды. Если отводы должны располагаться близко друг к другу (менее 0,8 метра), вам следует спросить, подходит ли система подпочвенного капельного орошения для вашего типа почвы.

Тип культуры и севооборот

Необходимо учитывать прорастание культур, особенно на более песчаных почвах, наряду с экономическими аспектами выращивания этой культуры/севооборота с использованием технологии с высокими капитальными затратами.Получение хорошей приживаемости культур, полагаясь исключительно на подпочвенное капельное орошение, может быть сопряжено с высоким риском. Этот риск можно уменьшить, обеспечив посев в то время, когда вероятность дождя выше.

Люцерна снижает этот риск, поскольку ее можно сеять в любое время года (используйте преимущества более влажных периодов для достижения прорастания) по сравнению с чем-то вроде кукурузы, которая должна получать достаточное количество влаги (дождь или орошение) для прорастания в более засушливое время года. год.

Подпочвенное капельное орошение представляет собой технологию с высокими капитальными затратами.

Чтобы получить максимальную отдачу от системы, уделите должное внимание долгосрочному севообороту культур, которые вы надеетесь выращивать.

Например, можно выращивать ценные культуры, такие как помидоры, с последующим удвоением урожая при длительном севообороте. Если планируется выращивание люцерны, важно, чтобы при таком типе системы были достигнуты урожайность и экономия воды. Это потребует от вас оптимальной работы системы, чтобы обеспечить максимально возможную отдачу.

Вопросы проектирования системы подпочвенного капельного орошения

Форма блока

Это определяет расположение и размер подмагистралей, а также насколько гибким будет управление системой, что в конечном итоге позволит снизить стоимость, если принять во внимание должным образом.

Блоки простой квадратной или прямоугольной формы позволяют проектировать секции одинакового размера, что снижает затраты и повышает гибкость управления.

Необычные формы также подходят для этого типа технологии, но вариантов дизайна будет больше, и это может повлиять на капитальные затраты, а также на долгосрочную эксплуатацию и техническое обслуживание.

Гибкость управления также может быть поставлена ​​под угрозу, если все варианты не будут изучены должным образом.

Длина ленты боковой капельницы

Наилучшие результаты будут достигнуты при длине менее 300-400 метров.Можно и дольше, но вы должны понимать последствия этого и быть уверенными в том, что система будет работать эффективно и результативно. Эмиттеры с компенсацией давления могут помочь, если расстояние между боковыми капельницами слишком велико (более 300–400 метров) (см. отдельный раздел).

Топография квартала

Подпочвенное капельное орошение хорошо подходит для холмистой местности, но могут потребоваться эмиттеры с компенсацией давления.

Существующая инфраструктура

Это кажется очевидным, но важно, чтобы вы подумали о доступе к электроэнергии и ирригации.Дизельное топливо может быть подходящим вариантом, если ваш севооборот требует, чтобы вы регулярно перемещали участки (у производителей томатов есть «насосные установки», которые они поднимают и перемещают).

Для более постоянных систем следует серьезно подумать об электричестве.

Расширение системы в будущем

Если вы собираетесь расширять систему в будущем, это необходимо учитывать на этапе проектирования, чтобы обеспечить возможность расширения без существенных изменений в системе и дополнительных затрат.

Надежный источник воды

Какой источник и качество используемой воды? Это влияет на схему фильтрации.

Водоснабжение с большим содержанием ила или частиц (песка) требует более тщательной фильтрации.

Наряду с растворенными ионами необходимо учитывать и другие факторы, такие как водоросли. Если водоросли находятся в вашем запасе в течение значительного времени в течение года, то это будет проблемой, которую необходимо будет решать регулярно. Излучатели могут засориться, и потребуется регулярная химическая обработка.

Вы должны планировать использование системы каждый год. Это не та система орошения, которую можно безболезненно законсервировать.Его необходимо использовать для снижения требований к техническому обслуживанию и обеспечения его поддержания в рабочем состоянии. Проблемы с насекомыми и проникновение корней могут стать серьезной проблемой, если система не используется постоянно. Кроме того, существуют потенциальные преимущества использования воды и повышения производительности, которыми следует воспользоваться. Это капиталоемкая система, поэтому вам нужно получать от нее прибыль.

Вы должны хорошо понимать, каков ваш водный баланс, и минимальные требования для запуска системы каждый год должны быть достижимы.

Знайте, как в полной мере воспользоваться преимуществами системы

Если вы планируете использовать систему как систему орошения на границе, то система подпочвенного капельного орошения, вероятно, не для вас. Есть и другие преимущества, которые помогут максимизировать инвестиции и ваши доходы, такие как:

  • фертигация
  • более частый полив для поддержания оптимального состояния влажности растений
  • полная автоматизация системы с использованием расходомеров с датчиками и сигнализацией

Понимание важности установки

Правильная установка системы имеет решающее значение для максимизации преимуществ системы и обеспечения ее оптимальной работы в долгосрочной перспективе.Есть ряд соображений, которые вам необходимо обсудить с монтажной компанией или подрядчиком, чтобы убедиться, что они понимают, что требуется.

Подготовка поля

Подготовка поля имеет решающее значение. Минимальным требованием является адекватное разрывание загона как минимум на 50 мм ниже глубины ленты. Это поможет избежать костей (твердые участки под поверхностью, которые могут повредить ленту). Перекрестное копирование также важно, чтобы избежать этого. После рыхления размазать и прорыхлить, чтобы уменьшить комья.

Лента для укладки

Ленту следует укладывать с помощью GPS, это настоятельно рекомендуется. Это позволяет точно определить, где находится лента для последующего управления культурами. Это особенно важно, если вы собираетесь чередовать культуры с грядок на грядки. Это также обеспечивает равномерное расположение лент. Глубина боковых стенок также должна быть одинаковой по всему блоку.

Пути, развороты и подъезды

Подумайте о путях, разворотах и ​​подъездах на этапе проектирования. Избегайте ситуаций, когда концы боковых линий необходимо устанавливать вручную.Часто эти участки находятся рядом с ограждениями, и есть риск, что система будет повреждена, поскольку машины и орудия используют эти участки для ряда действий, которые могут повредить систему. Эти участки должны быть спроектированы как подъездные пути.

Начало и конец боковых отводов

Начало и конец всех боковых отводов должны быть такими же или более глубокими, чем остальные, чтобы избежать повреждения навесным оборудованием при обработке полей после установки.

Качество фитингов

Учитывайте качество фитингов при подключении к вспомогательным сетям.Важно использовать качественную арматуру, особенно при современных севооборотах и ​​иметь систему орошения в земле и работать как можно дольше.

Излучатели

Учитывайте сопротивление засорению, коэффициент вариации и показатель степени излучателя. Чем больше проход и выше скорость потока, тем меньше засорение. Коэффициент вариации относится к разнице в скорости потока между лучшим и худшим эмиттерами и должен быть как можно меньше. Это важнейший компонент равномерности распределения орошения, который влияет на то, насколько последовательно ваша культура будет орошаться в вашей системе.Показатель эмиттера является мерой чувствительности эмиттеров к изменению давления. Более низкий показатель эмиттера более важен там, где имеются большие колебания давления из-за волнистого грунта или длинных боковых участков ленты.

Эмиттеры с компенсацией давления

Обеспечивают постоянную скорость потока из каждой капельницы при разнице давления поперек или вдоль ленты капельницы. Это особенно актуально на склонах, где давление будет выше у эмиттеров, расположенных ниже по профилю.Они значительно увеличивают капитальные затраты на систему (и, в меньшей степени, эксплуатационные расходы), поэтому вам необходимо убедиться, что они необходимы на вашем объекте. Они также могут быть полезны в ситуациях, когда длина ленты капельницы велика (более 300–400 метров). Это необходимо рассматривать в сочетании с конструкцией, чтобы обеспечить экономию в другом месте (например, за счет уменьшения количества подсетей), чтобы оправдать дополнительные затраты на эмиттеры с компенсацией давления.

Расход эмиттера

Зависит от водопотребления сельскохозяйственных культур и водоудерживающей способности почвы.Более низкие скорости потока более благоприятны для бокового движения воды. 1 литр в час считается наиболее подходящей скоростью потока для большинства ситуаций. По мере снижения расхода капельниц могут возникнуть проблемы с блокировкой эмиттеров. Эксплуатация и техническое обслуживание также могут увеличиться, поскольку для подачи требуемого объема воды потребуется более длительное время работы.

Толщина ленты

Это компромисс между долговечностью и надежностью продукта и капитальными затратами. Чем толще стена, тем выше стоимость. Долговременные установки в севооборотах обычно лучше подходят для толстостенной ленты.Более короткий срок посева таких томатов может оправдать более тонкостенную ленту.

Время работы

Ирригаторы должны уметь рассчитывать время работы для различных культур, которые они могут выращивать. Один из способов сделать это — использовать эвапотранспирацию (ET) и коэффициент урожая для расчета водопотребления в миллиметрах. Например:

Расход (литры/час)/поперечное расстояние x расстояние между капельницами = норма внесения

Если ET равно 30 мм, вам потребуется 15 часов работы (30/2=15) для подачи требуемой влаги.Способ замены этих 30 мм будет зависеть от агрономических аспектов (например, глубины корневой зоны) и типа почвы.

Например, в районе Шеппартона (более тяжелые почвы) вы можете заменить 30-миллиметровый полив одним поливом, а не Милдьюрой (очень легкие пески), где вы можете делать 3 отдельных 10-миллиметровых импульса в течение дня.

Возможно, вы захотите воспользоваться непиковой мощностью, и это может повлиять на то, как она применяется.

Режим технического обслуживания

Промывка системы является основным и наиболее важным аспектом.Это включает в себя открытие концов системы и использование соответствующей скорости для смывания отложений и водорослей с ответвлений и лент. Это критический компонент конструкции системы — если это не будет сделано должным образом, система может никогда не промыть должным образом.

Возможно, в какой-то момент потребуется химическая обработка (хлором или кислотой). Если присутствует неорганический (осадок или коллоидный) материал, следует использовать кислоту. Если присутствует органический материал (водоросли), то будет использоваться хлор.Вы можете легко отличить неорганический материал от органического по цвету и внешнему виду материала, выходящего из системы.

Общее техническое обслуживание насосов

Время от времени требуется периодическое техническое обслуживание насосного оборудования, чтобы убедиться, что система находится в хорошем состоянии, что снижает вероятность поломок.

Утечки и отверстия

Время от времени могут возникать утечки или отверстия. Обычно их можно легко отремонтировать. Конструкция системы и ее постоянное использование, а также надлежащее техническое обслуживание помогут уменьшить количество утечек и отверстий.Это также гарантирует, что ваш урожай получает необходимую влагу.

Очистка фильтра

В зависимости от качества используемой воды автоматические фильтры необходимо очищать вручную. Это обеспечит высокое качество воды, подаваемой через систему, и снизит эксплуатационные расходы за счет того, что насосам не придется работать больше, чем необходимо.

Дизельный или электрический двигатель

Часто нет выбора, потому что подключение питания слишком дорого, но если у вас есть выбор, есть некоторые субъективные и экономические соображения.Чтобы помочь принять это решение, попросите вашего проектировщика предоставить оценку затрат на насос для обоих вариантов и каковы будут капитальные затраты. В зависимости от объема воды, которую вы планируете перекачивать каждый год, и от наличия электричества может оказаться привлекательным установка дизельного двигателя.

Также учитывайте такие вещи, как:

  • заправка дизелей
  • обвязка топливных баков
  • автоматика
  • безопасность
  • воздействие парниковых газов.

Текущие эксплуатационные расходы на ML

Существует взаимосвязь между размером трубы, эффективностью насоса, потерями напора и затратами на энергию, которая влияет на стоимость перекачки ML воды в течение срока службы системы.

Если вы ошибетесь, общая стоимость (капитальные затраты плюс эксплуатация и техническое обслуживание) будет значительно выше, чем должна быть.

Вы всегда должны стремиться разработать систему, обеспечивающую требуемый расход при минимальном потреблении энергии. Это обеспечивает максимальную экономическую эффективность системы в течение всего срока службы оборудования.

Подпочвенный капельный полив для газонов

Подпочвенные капельные линии являются одним из решений для газонов, которые трудно поливать эффективно, например, с узкими полосами травы, крутыми склонами или необычной формы.Использование подземной капельной системы для орошения вашего газона может сэкономить воду, поскольку она не теряется из-за испарения или избыточного распыления, препятствует росту сорняков и снижает заболеваемость газона.

Система подпочвенного капельного орошения

Однако подпочвенное капельное орошение подходит не для каждого газона, особенно для газонов с развитой корневой системой или популяцией сусликов или кротов.

В подпочвенных капельных системах используется линия эмиттера, обработанная гербицидом (для предотвращения врастания корней в трубку), расположенная параллельно друг другу примерно на полфута ниже уровня почвы.Систему проще установить перед укладкой нового газона, но вы можете выкопать траншеи, чтобы добавить газон к существующему ландшафту.

Подповерхностная капельная система для газонов

Расположение линии эмиттера зависит от типа почвы и уклона газона. В песчаной почве используйте линии с излучателями, расположенными через каждый фут, и размещайте линии на расстоянии около фута друг от друга. Для глины используйте линии с меньшим количеством эмиттеров и располагайте линии на расстоянии около 18 дюймов друг от друга.

На склонах располагайте линии ближе друг к другу вверху и дальше друг от друга внизу, так как даже подземные воды будут течь вниз по склону.Разместите линии эмиттера не дальше 4 дюймов от хардскейпа, иначе у вас останутся сухие пятна по краям.

Используйте разъемы из ПВХ на обоих концах для подключения линий эмиттера. Добавьте автоматический промывочный клапан в клапанную коробку в самом дальнем от основного источника водоснабжения коллекторе, чтобы смыть мусор из трубок после полива. Чтобы система не засасывала мусор в трубы, поместите вентиляционное отверстие в самой высокой точке клапанной коробки, которая хорошо дренирует.

О Доне Вандерворте

Дон Вандерворт развивал свой опыт более 30 лет, работая редактором по строительству в Sunset Books, старшим редактором журнала Home Magazine, автором более 30 книг по благоустройству дома и автором бесчисленных журнальных статей.Он появлялся в течение 3 сезонов в программе HGTV «The Fix» и несколько лет работал домашним экспертом MSN. Дон основал HomeTips в 1996 году. Узнайте больше о Don Vandervort

Преимущества подпочвенного капельного орошения | Статьи

Что такое внутрипочвенное капельное орошение?

Подпочвенное капельное орошение (SDI) — это способ орошения сельскохозяйственных культур через пластиковые трубы, помещенные под поверхность почвы. Трубки имеют эмиттеры капель с равномерным расстоянием между ними, подобно капельной системе, расположенной на поверхности почвы.Существуют различные варианты расположения труб, но трубы обычно располагаются на расстоянии от 38 до 84 дюймов и на глубине от 6 до 10 дюймов ниже поверхности почвы. В Соединенных Штатах SDI широко используется для орошения однолетних культур; в других местах система орошения широко используется для садов и других многолетних растений. Системы SDI требуют интенсивного управления и сопряжены с высокими первоначальными затратами, достигающими 1000 долларов США за акр.

Использование системы SDI обеспечивает высокую эффективность использования воды и экономию на 25-50% по сравнению с орошением затоплением.Использование SDI также оказывает положительное влияние на окружающую среду за счет снижения утечки нитратов в нижние слои почвы, в отличие от других систем орошения. Кроме того, системы SDI могут помочь повысить эффективность удобрений за счет фертигации, когда питательные вещества вносятся непосредственно в корневую зону. Следовательно, оптимизации, которые сопровождают системы SDI, могут в конечном итоге привести к повышению урожайности и сокращению использования гербицидов.

История подземного капельного орошения

Технологические достижения в индустрии пластмасс привели к значительному прогрессу в ирригационных системах.Наиболее массовый прирост произошел в период с 1981 по 1995 годы при массовом применении методов микроорошения, которые достигли 2 471 053 акров. Эти методы, в том числе SDI, улучшили производство и урожайность в научных экспериментах для различных культур. Фене и др. (1987), используя высокочастотный SDI и точное внесение удобрений, значительно повысили урожайность томатов. В 1996 г. Hutmacher и соавт. продемонстрировали увеличение урожайности при производстве люцерны с помощью системы SDI на глубине 2,3 фута.Два исследования (Smith et al., 1991; Ayars et al., 1998) продемонстрировали увеличение урожайности хлопка при использовании SDI.

Системы SDI: материалы, стоимость и ожидаемый срок службы

На рынке можно найти большой выбор трубок. Оптимальная величина потока и рекомендуемое расстояние между капельными эмиттерами во многом зависят от типа выращиваемой культуры и типа почвы, на которой будет установлена ​​система SDI. Полиэтиленовые трубки имеют встроенные капельницы, которые могут находиться на расстоянии от 4 до 24 дюймов, работая при давлении 7-14 фунтов на квадратный дюйм.Также трубы отличаются толщиной стенок. Толщина стенки колеблется от 0,01 дюйма до 0,02 дюйма, в зависимости от использования системы. Как правило, большая толщина означает большую прочность и увеличивает срок службы труб. Инвестиции в установку системы могут варьироваться от 2000 до 4000 долларов за акр. Сумма затрат во многом зависит от выбора материалов, наличия источника воды, качества воды, способа фильтрации, типа грунта, степени автоматизации самой системы.Средний срок службы системы составляет от 12 до 15 лет, хотя некоторые системы при непрерывном обслуживании достигают 20 лет.

https://agfuse-web.s3.us-west-2.amazonaws.com/production/article_images/5ce49f63b8ca8c72a15fe45f55b8a8af.png

SDI Схема смачивания

ИПД, связанные с производством кукурузы

В связи с растущим интересом к производству этанола из растений проводятся интенсивные исследования о том, как повысить урожайность кукурузы.Опыт показал, что при проведении поливных работ в правильные сроки в соответствии с потребностями растений урожайность увеличивается, а количество используемой воды уменьшается. Смит и Райли (1992) [1] наблюдали более низкий уровень поражения кукурузными червями культур с контролируемым орошением. Также наблюдалось более низкое производство афлатоксинов растением при контролируемом орошении, где стресс от засухи был минимальным.

Несмотря на то, что в прошлом затраты на орошение были относительно низкими, а кукурузные поля в основном орошались круговым орошением или затоплением, нынешняя ситуация характеризуется высокими затратами на орошение и нехваткой воды.По этим причинам SDI является реалистичным и подходящим способом снижения затрат и количества воды, используемой при выращивании кукурузы.

Исследования, проведенные в 2009 г. Э.Д. Вориес [2] объясняет, что для достижения максимальных урожаев кукурузы с помощью подпочвенного капельного орошения система должна замещать 60% расчетной дневной эвапотранспирации (ET). Хотя система SDI может экономить воду и повышать урожайность, необходимы дополнительные наблюдения, чтобы рассчитать применимость системы SDI для конкретных мест и определить, является ли этот метод орошения правильным для использования фермером.

Кроме того, с развитием технологий и агрометеорологии улучшились прогнозы погоды для функций коэффициентов урожая, которые рассчитываются точно для местоположения поля и могут привести к более эффективному управлению орошением.

[1] Смит, М.С., Райли, Т.Дж., 1992. Прямое и интерактивное влияние даты посадки, орошения,

.

и повреждение кукурузного ушного червя (Lepidoptera: Noctuidae) на продукцию афлатоксина

на предуборочной кукурузе.Дж. Экон. Энтомол. 85, 998–1006.

[2] Вориес Э.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.