7. Программирование урожаев по водному и питательному режимам.

Чтобы получить запланированные урожаи культур при наименьших затратах, необходимо, согласно законам земледелия, создавать для растений оптимальные сочетания и значения факторов жизни растений. В природе такие условия встречаются редко, поэтому человек должен сам регулировать эти факторы.

7.1 Определение возможной урожайности культур при естественном увлажнении и дополнительной потребности в поливной воде для получения плановой урожайности.

Расчет возможной урожайности культур при естественном увлажнении и дополнительной потребности в воде для получения плановой урожайности виден в таблице 1.

Порядок расчетов.

1.Запасы продуктивной влаги нужно определять в метровом слое и принять одинаковыми для всех культур – 1500 м/га.

Для определения количества воды, потребляемой растениями из осадков, выпавших в течение вегетационного периода, нужно определить количество осадков, выпавших за этот период. Затем по формуле:

W_осад = P × α × 10, м³/га

где Р – сумма осадков за период вегетации культур, мм

α – коэффициент использования осадков, =0,8.

Определяем количество воды, используемой растениями из осадков на формирование урожая каждой культуры отдельно.

Культуры	Р, мм	α	Wосад
Однол.тр. с посев. мн.трав	168	0,8	1344
Мног.тр.Iг.п.	266	0,8	2128
Мног.тр. IIг.п.	266	0,8	2128
Мног.тр. IIIг.п.	266	0,8	2128
Картофель	207	0,8	1656
Морковь	266	0,8	2128
Капуста	279	0,8	2232
Кормовая свекла	319	0,8	2552

2. Для определения количества воды, используемой из грунтовых вод, необходимо знать: продолжительность вегетационного периода культур и среднесуточный расход из грунтовых вод, который, в свою очередь, зависит от механического состава почвы и глубины залегания грунтовых вод W_гр-сут=4. Общий расход определяется путем умножения продолжительности вегетационного периода на среднесуточный расход из грунтовых вод.

W_грунт = W_гр-сут × Д_вег, м³/га

где W_гр-сут – суточный расход воды из грунтовых вод (м³/га сут), зависящий от глубины залегания грунтовых вод и механического состава почвы;

Д_вег – продолжительность вегетационного периода культур, суток.

Культуры	Wгр-сут	Двег	Wгрунт
Однол.тр. с посев. мн.трав	4	80	320
Мног.тр.Iг.п.	4	120	480
Мног.тр. IIг.п.	4	120	480
Мног.тр. IIIг.п.	4	120	480
Картофель	4	90	360
Морковь	4	120	480
Капуста	4	120	480
Кормовая свекла	4	140	560

3. Возможное суммарное водопотребление за счет естественного увлажнения определяется путем сложения запаса продуктивной влаги и влаги, используемой растениями из осадков и грунтовых вод.

4. Возможная урожайность при естественном увлажнении определяется путем деления возможного суммарного водопотребления за счет естественного увлажнения на коэффициент водопотребления.

5. Плановое суммарное водопотребление определяется путем умножения плановой урожайности на коэффициент водопотребления.

6. Если естественное увлажнение не покрывает потребность растений в воде, то необходимо применить орошение. Количество воды, которое необходимо подать за период вегетации на каждый гектар орошаемой площади в дополнение к естественному увлажнению, называется оросительной нормой.

Оросительная норма – есть разница между плановым суммарным водопотреблением и возможным водопотреблением за счет естественного увлажнения.

7. Количество воды, которое необходимо подавать на один гектар за один полив, называется поливной нормой.

Величина поливной нормы (m) зависит от :

- мощности корнеобитаемого слоя,

- объемной массы почвы,

- влажности почвы.

Поливной режим овощного севооборота должен обеспечивать на протяжении всего вегетационного периода оптимальный запас влаги для всех культур, входящих в севооборот, и согласовываться с режимом использования травостоя.

Для определения поливных норм применяется следующая формула :

m = 100 × H × A(β_НВ – β_ППВ), м³/га

где:

m – поливная норма, м³/га;

Н = 0,45 – глубина исследуемого слоя почвы, м;

А = 1,36 – объемная масса исследуемого слоя почвы, г/см³;

β_НВ =77% – влажность почвы, соответствующая наименьшей влагоемкости, в процентах от массы АСП;

β_ППВ = 78% – предполивная влажность почвы, в % от НВ

При расчете поливной нормы следует учитывать водопроницаемость почвы и интенсивность дождя дождевальных машин. В каком слое они совпадают, на ту глубину и требуется рассчитывать поливную норму. Поэтому нам даны ориентировочные значения. Поливная норма должна быть в пределах 200-300 м³/га.

m = 100 × 0,45 × 1,36(19 – (19 × 78/100)) = 256 м³/га

В условиях Предуралья при весенних и осенних поливах следует учитывать температуру воздуха. При холодной погоде, даже если почва сухая, следует воздерживаться от полива, так как в этих условиях фактором, лимитирующим рост, является тепло, а не влага. Поливы рекомендуется начинать в дни с температурой плюс 14 - 16 С.

Определение сроков поливов.

Одна из самых ответственных и сложных задач при орошении сельскохозяйственных культур - это определение сроков поливов.

Поливы следует проводить в тот момент, когда растения больше всего нуждаются в воде. В условиях Предуралья своевременно проведенные 1 - 2 полива решают успех урожая.

Для определения сроков полива используют различные приемы и способы.

Способ определения сроков полива по морфологическим признакам основан на учете только внешних морфологических признаков растений:

* изменение листьев и стеблей,

* заметное опускание листьев,

* потеря тургора (внутреннего гидростатического давления в клетках растений)

* подвядание их.

У каждого вида растений имеются свои специфические признаки, сигнализирующие о недостатке влаги.

Этот способ наиболее прост, но его недостаток заключается в том, что изменения в растениях в связи с недостатком влаги, обнаруживаются только тогда, когда процессы роста растений уже заторможены и они не могут дать максимального урожая.

Способ определения сроков полива по фазам развития растений.

Поливы дают в те из фаз развития, в которые растения оказываются наиболее чувствительными к недостатку влаги. Эти периоды принято называть критическими в отношении водообеспеченности.

Так, например, для всех рассадных культур первым критическим периодом является время посадки, когда полив абсолютно необходим. Недостаток данного способа заключается в том, что при его использовании не учитывается особенности почвенных и погодных условий.

Способ определения сроков полива по влажности почвы.

В настоящее время самый надежный и точный способ, который основан на знании запасов воды в почве, для чего производятся систематические наблюдения за влажностью почвы. Полив назначается, если влажность почвы достигла нижнего предела оптимальной влажности.

Этот метод выгодно отличается тем, что контроль за влажностью почвы дает к началу полива исходные данные для расчета поливной нормы.

Недостаток этого способа состоит в его трудоемкости : требуется извлечение большого количества почвенных образцов с различных глубин, их сушка и взвешивание.

Для облегчения наблюдений за изменениями запасов почвенной влаги существует график зависимости между запасами влаги в почве, осадками и температурой воздуха, пользуясь которым, можно сократить объем полевых измерений влажности почвы.

В условиях Предуралья основная потребность растений во влаге покрывается за счет естественных осадков. Если между поливами выпадают дожди, то последующий полив отодвигается на определенный промежуток времени, в зависимости от количества выпавших осадков и температуры воздуха. Количество поливов определяется путем деления оросительной нормы на поливную и выражается в целых числах.

8.Общую потребность в поливной воде следует определять путем умножения оросительной нормы на площадь поля и выражать в тыс.м³ сначала по культурам, а потом по севообороту.

Анализ таблицы:

Из таблицы видно что есть культура не нуждающаяся в орошении, это:

Однолетние травы с подсевом многолетних трав.

Причина: велико естественное увлажнение за счет близкого залегания грунтовых вод и малое суммарное водопотребление.

Система орошения на данных участках будет не эффективна, возможно переувлажнение почвы. Поэтому лучше вообще не создавать на этом участке оросительную систему из-за высокого уровня естественного увлажнения вследствие близкого залегания грунтовых вод.

Таблица 1 – Расчет возможной урожайности культур при естественном увлажнении и потребности в поливной воде для получения плановой урожайности.

Культуры	Площадь, га	Суммарное водопотребление за счет естественного увлажнения, м3/га				Коэффициент водопотребления, м3/т	Возможная урожайность при естественном увлажнении, т/га	Плановая урожайность, т/га	Плановое суммарное водопотребление, м3/га	Оросительная норма, м3/га	Поливная норма, м3/га	Количество поливов, раз	Потребность поливной воды на всю площадь, тыс. м3
		Запас продуктивной влаги в почве	поступление в период вегетации		Всего
			С осадками	Из грунтовых вод
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
Однолетние травы с подсевом мн.трав	27	1240	1344	320	2904	120	24	20	2400	-504	-	-	-
Многолетние травы Iг.п.	27	1240	2128	480	3848	100	38	40	4000	152	256	1	4,1
Многолетние травы IIг.п.	27	1240	2128	480	3848	110	35	45	4950	1102	256	4	29,8
Многолетние травы IIIг.п.	27	1240	2128	480	3848	120	32	50	6000	2152	256	8	58,1
Картофель	23	1240	1656	360	3256	120	27	40	4800	1544	256	6	35,5
Морковь	23	1240	2128	480	3848	100	38	50	5000	1152	256	5	26,5
Капуста	23	1240	2232	480	3952	80	49	100	8000	4048	256	16	93,1
Кормовая свекла	23	1240	2552	560	4352	80	54	120	9600	5248	256	21	120,7

7.2. Определение возможной урожайности культур при естественном плодородии и дополнительной потребности питательных веществ для получения возможной урожайности при естественном увлажнении и плановой урожайности при орошении необходимо для выравнивания факторов (воды и питательных веществ), чтобы получить одинаковую урожайность.

Расчет возможной урожайности культур при естественном плодородии и дополнительной потребности питательных веществ для получения возможной урожайности при естественном увлажнении и плановой урожайности при орошении виден в таблицах №2 и 3.

Методика выполнения расчетов указана в таблицах.

Экономическая эффективность орошения

Для определения показателей экономической эффективности создания орошаемых культурных пастбищ необходимо определить:

-выход и прирост продукции от орошения и создания культурных пастбищ;

-размер капитальных вложений на создание орошаемых культурных пастбищ;

-величину текущих затрат на ведение производства на ДКП, затраты на амортизацию, эксплуатацию и текущий ремонт оросительных систем;

-цены на продукцию, получаемую с орошаемых культурных пастбищ.

Для определения урожайности пастбища применяют два метода: укосный и зоотехнический. При укосном методе урожай определяется путем скашивания и взвешивания выросшей на пастбище травы. При зоотехническом методе необходимо за пастбищный период определить: количество полученной животноводческой продукции; количество травы, не съеденной скотом и использованной на сено, силос и травяную муку; все дополнительные корма, которые были использованы на подкормку животным. Полученные результаты по нормам расхода кормовых единиц на производство единицы животноводческой продукции пересчитывают в кормовые единицы.

Для определения себестоимости продукции необходимо определить ежегодные затраты, к которым относятся затраты на проведение поливов, эксплуатацию насосных станций, горюче-смазочные материалы, зарплата обслуживающего персонала, уход за оросительной сетью, и ее текущий ремонт и насосных станций, дождевальных и других сельскохозяйственных машин, внесение удобрений и т.п.

Для правильного исчисления ежегодных затрат необходимо, исходя из продолжительности использования пастбища, определить среднегодовую сумму затрат на семена, обработку почвы, внесение удобрений, известкования и посев трав.

Амортизационные отчисления на восстановление ирригационного оборудования, тракторов и сельскохозяйственных машин производится с учетом их оптовой стоимости и норм отчисления.

К капитальным вложениям относятся затраты на строительство оросительной сети со всеми сооружениями, проведение культуртехнических работ, приобретение поливного дождевального оборудования, тракторов и других сельхозмашин, необходимых для обслуживания пастбища.

Капиталовложения на создание 1 га орошаемых культурных пастбищ в зависимости от конкретных местных условий и типа оросительной системы колеблется от 400 до 700 рублей.

При урожайности, достигаемой при высокой культуре ведения пастбищного хозяйства, эти затраты окупаются в 2 - 3 года.

Таким образом, опыт передовых хозяйств показывает, что орошаемые культурные пастбища - это надежный источник полноценных и дешевых зеленых кормов. Они снижают затраты на производство молока и мяса, освобождают часть пашни для производства зерна и других кормов на стойловый период, улучшают условия труда животноводов.

Создание высокопродуктивных пастбищ для всего поголовья крупного рогатого скота - одна из важнейших задач всех работников сельского хозяйства.

Таблица 2 – Расчет возможной урожайности культур при естественном плодородии и дополнительной потребности питательных веществ для получения возможностей урожайности при орошении

Культура и площадь полей, га	Виды питательных веществ	Содержание питательных веществ в почве		Коэффициент использование питат. веществ из почвы	Возможное использование питат. Веществ из почвы, кг д.в. с 1 га	Вынос питательных в-в 10т урожая, кг д.в.	Возможная урожайность при естественном увлажнении, т/га	Плановая урожайность при естественном увлажнении, т/га	Вынос питательных веществ всем урожаем, кг д.в.	Требуется внести питат. Веществ с удобрениями, кг д.в. на 1 га	Коэффициент использование питат. Веществ из удобрениий	Требуется внести питат. Веществ, всего
		мг/100г почвы	кг д.в. на 1 га									На 1 га кг д.в.	На всю площадь ц д.в.
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
			3×36		4×5		6/7×10т		(9×7)/10т	10-6		11/12	(13×1)/100
Картоф.,23	N	2,4	86,4	0,2	17	50	3	40	200	183	0,6	305	70
	P2O5	7	252	0,12	30	20	15	40	80	50	0,25	200	46
	K2O	8	288	0,12	35	80	4	40	320	285	0,6	475	109
Морковь, 23	N	2,4	86,4	0,2	17	32	5	50	160	143	0.6	238	55
	P2O5	7	252	0,12	30	16	19	50	80	50	0,25	200	46
	K2O	8	288	0,12	35	50	7	50	250	215	0.6	358	82
Капуста, 23	N	2,4	86,4	0,2	17	31	5	100	310	293	0.6	488	112
	P2O5	7	252	0,12	30	12	25	100	120	90	0.25	360	83
	K2O	8	288	0,12	35	40	9	100	400	365	0.6	608	140
Корм. свек, 23	N	2,4	86,4	0,2	17	27	6	120	324	307	0.6	512	118
	P2O5	7	252	0.12	30	10	30	120	120	90	0,25	360	83
	K2O	8	288	0,12	35	50	7	120	600	565	0.6	942	217
Однол. тр., 27	N	2,4	86,4	0,2	17	50	85	20	100	83	0,6	138	37
	P2O5	7	252	0,12	30	20	60	20	40	10	0,25	40	11
	K2O	8	288	0.12	35	40	140	20	80	45	0,6	75	20
Мног. тр. I , 27	N	2,4	86,4	0,2	17	22	37	40	88	71	0,6	118	32
	P2O5	7	252	0,12	30	28	84	40	112	82	0.25	328	89
	K2O	8	288	0.12	35	58	203	40	232	197	0.6	328	89
Мног. тр. II, 27	N	2,4	86,4	0.2	17	44	75	45	198	181	0,6	302	82
	P2O5	7	252	0.12	30	28	84	45	126	96	0.25	384	104
	K2O	8	288	0.12	35	58	203	45	261	226	0,6	377	102
Мног. тр. III, 27	N	2,4	86,4	0.2	17	66	112	50	330	313	0,6	522	141
	P2O5	7	252	0.12	30	28	84	50	140	110	0,25	440	119
	K2O	8	288	0,12	35	58	203	50	290	255	0,6	425	115

Таблица 3 – Расчет возможной урожайности культур при естественном плодородии и дополнительной потребности питательных веществ для получения возможнлстей урожайности при естественном увлажнении

Культура и площадь полей, га	Виды питательных веществ	Содержание питательных веществ в почве		Коэффициент использование питат. веществ из почвы	Возможное использование питат. Веществ из почвы, кг д.в. с 1 га	Вынос питательных в-в 10т урожая, кг д.в.	Возможная урожайность при естественном увлажнении, т/га	Плановая урожайность при естественном увлажнении, т/га	Возможная урожайность при естественном плодородии, т\га	Требуется внести питат. Веществ с удобрениями, кг д.в. на 1 га	Коэффициент использование питат. Веществ из удобрениий	Требуется внести питат. Веществ, всего
		мг/100г почвы	кг д.в. на 1 га									на 1 га кг д.в.	На всю площадь ц д.в.
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
			3×36		4×5		6/7×10т		(9×7)/10т	10-6		11/12	(13×1)/100
Картоф.,23	N	2,4	86,4	0,2	17	50	3	27	135	118	0,6	197	45
	P2O5	7	252	0,12	30	20	15	27	54	24	0,25	96	22
	K2O	8	288	0,12	35	80	4	27	216	181	0,6	302	69
Морковь, 23	N	2,4	86,4	0,2	17	32	5	38	122	105	0,6	175	40
	P2O5	7	252	0,12	30	16	19	38	61	31	0,25	124	29
	K2O	8	288	0,12	35	50	7	38	190	155	0.6	258	59
Капуста, 23	N	2,4	86,4	0,2	17	31	5	49	152	135	0,6	225	52
	P2O5	7	252	0,12	30	12	25	49	59	29	0,25	116	27
	K2O	8	288	0,12	35	40	9	49	196	161	0,6	268	62
Корм. свек, 23	N	2,4	86,4	0,2	17	27	6	54	146	129	0,6	215	49
	P2O5	7	252	0.12	30	10	30	54	54	24	0,25	96	22
	K2O	8	288	0,12	35	50	7	54	270	235	0,6	392	90
Однол. тр., 27	N	2,4	86,4	0,2	17	50	85	24	120	103	0,6	172	46
	P2O5	7	252	0,12	30	20	60	24	48	18	0,25	72	19
	K2O	8	288	0.12	35	40	140	24	96	61	0,6	102	28
Мног. тр. I , 27	N	2,4	86,4	0,2	17	22	37	38	84	67	0,6	112	30
	P2O5	7	252	0,12	30	28	84	38	106	76	0,25	304	82
	K2O	8	288	0.12	35	58	203	38	220	185	0,6	308	83
Мног. тр. II, 27	N	2,4	86,4	0.2	17	44	75	35	154	137	0,6	228	62
	P2O5	7	252	0.12	30	28	84	35	98	68	0,25	272	73
	K2O	8	288	0.12	35	58	203	35	203	168	0,6	280	76
Мног. тр. III, 27	N	2,4	86,4	0.2	17	66	112	32	212	195	0,6	325	88
	P2O5	7	252	0.12	30	28	84	32	90	60	0,25	240	65
	K2O	8	288	0,12	35	58	203	32	186	151	0,6	252	68