Водопотребление

Водопотребление

Водопотребление сельскохозяйственных культур - расход воды на определённой площади за период вегетации растений; выражается в м³/га или в мм. Водопотребление складывается из расхода воды на транспирацию растений и испарение с поверхности почвы.

Коэффициент водопотребления (удельное водопотребление) — количество воды, израсходованной за вегетационный период на 1 т продукции (например, на 1 т зерна для зерновых культур, на 1 т плодов и т. д.). Водопотребление определяют экспериментально на основе уравнения водного баланса в результате многолетних наблюдений за осадками, запасами влаги в почве, потерями воды и т. д.

Водопотребление изменяется в зависимости от внешних условий, вида растений, уровня агротехники. Сочетание орошения с высокой агротехникой, применением удобрений даёт максимальное повышение урожайности сельскохозяйственных культур при уменьшении коэффициента водопотребления. Коэффициенты водопотребления колеблются в широких пределах в зависимости от метеорологических условий конкретных лет, почв и уровня агротехники. Ориентировочные значения коэффициента водопотребления для условий Средней Азии, Заволжья и Украины (по А.Н.Костякову, м³/т): для зерновых 1100-550, хлопчатника 1800-900 (при урожайности 30-50 ц/га), для многолетних трав на сено 1000-400 (при урожайности 500-1000 ц/га).

Источник: Википедия

Методы определения водопотребления

Получение высоких гарантированных урожаев сельскохозяйственных культур возможно при большом водопотреблении сельскохозяйственных культур.

Водопотребление (Е) (эвапотранспирация, суммарное испарение) - количество воды, используемое сельскохозяйственной культурой для получения планируемого урожая.

Водопотребление поля, занятого сельскохозяйственной культурой, расходуется на транспирацию (Ет) и испарение почвы (Еп):

Е = Ет + Еп

На испарение с поверхности почвы действуют только факторы внешней среды, а транспирация обусловливается взаимным влиянием внешних и внутренних факторов растений. Определить доли транспирации Ет и испарения почвы Еп в водопотреблении сложно, поэтому их обычно определяют как единое целое.

Водопотребление находится в прямой зависимости от климатических, гидрогеологических и хозяйственных условий, биологических особенностей культуры, ее урожайности, способа гидромелиорации и играет важную роль в формировании водного баланса поля, являясь основной расходной статьей баланса.

Существуют следующие методы определения водопотребления: методы непосредственных полевых измерений; расчетные методы; эмпирические зависимости.

Метод водного баланса (МВБ) основан на уравнении водного баланса поля. Он дает достаточно надежные данные и применяется в случае глубокого (5-10 м) залегания уровня грунтовых иод. Тогда влагообменом между грунтовыми и почвенными водами можно пренебречь. Этим методом можно вычислять декадное и месячное водопотребление растений для однородных почв с погрешностью 10-12%, а для неоднородных около 15%. Недостаток этого метода - в его трудоемкости и неоперативности. Он дает лишь осредненную величину водопотребления, не выявляя его зависимости от других факторов.

Определение суммарного водопотребления

Существуют теоретические методы расчета суммарного водопотребления (испарения), основанные на физических законах испарения (методы Пенмена, Тюрка и др.), эмпирические методы, основанные на функциональной зависимости испарения от урожая, температуры и относительной влажности воздуха (методы Костякова, Шарова, Алпатьева и др.).

Проектные институты суммарное испарение (водопотребление) принимают по рекомендации научных учреждений или рассчитывают по формуле С.М. Алпатьева, то есть пользуются биоклиматическим методом. Согласно С.М. Алпатьеву, суммарное испарение является функцией дефицита влажности воздуха:

E = Kб Σd

где

Σd — сумма среднесуточных дефицитов влажности воздуха для расчетного года в гПа (принимается по ближайшей метеостанции);

Kб — биоклиматический коэффициент (определяют экспериментально на опытных станциях в условиях, аналогичных проектируемой оросительной системе).

Расход Е, является валовым расходом влаги с поля, занятого культурными растениями, то есть суммарным расходом воды на транспирацию, испарение почвой и испарение с поверхности растительной массы после дождей. Изменяется он по характерной для каждого вида растений биологической кривой, и устанавливают его опытным путем методом водного баланса для каждой декады (расчетного периода) по формуле:

Кб = Ед/Σdд

где Ед — фактическое суммарное испарение воды в опытах за декаду, мм;

Σdд — сумма среднесуточных дефицитов влажности воздуха за эту же декаду, гПа.

Среднемноголетний биоклиматический коэффициент Кб учитывает фазу развития растений, выраженную суммой среднесуточных температур от начала вегетации, приведенных к 12-часовому световому дню, то есть с поправкой I, равной 1—L: 12 (L — астрономическая длина светового дня в часах, изменяющаяся в широтном направлении). Биоклиматический коэффициент Кб — величина региональная, поэтому в расчетах необходимо пользоваться местными материалами.

Для неописанных культур, коэффициент Кб можно принять по аналогии с культурами, у которых начало и конец вегетации совпадают или близки. Например, режимы орошения кормовой и столовой свеклы можно рассчитывать по биологической кривой сахарной свеклы, ячменя и гороха — по кривой яровой пшеницы с учетом более раннего созревания и т.д.

В формульном подходе суммарное испарение рассчитывают по дефициту влажности воздуха, определяемому на метеостанциях, расположенных, как правило, на неорошаемых массивах. Поэтому оно действительно для небольших орошаемых оазисов на фоне преобладающих богарных земель.

На больших орошаемых массивах температура водуха ниже, а влажность выше по сравнению с этими же показателями на неорошаемых землях, поэтому суммарное испарение на больших орошаемых массивах меньше, чем на неорошаемых. Чем больше площадь орошения, тем больше снижается испаряемость. Поэтому в расчетное суммарное испарение вносят микроклиматическую поправку, определяемую в каждом случае с учетом всех факторов, от которых она зависит. Поправка изменяется от 0,9 до 0,75, в среднем ее можно принять 0,85.

Источник: Mse-Online.Ru