оросительная норма риса пути снижения величины оросительной нормы риса
Оросительная норма риса пути снижения величины оросительной нормы риса
Сорта риса существенно различаются по отношению к воде. Одни требуют постоянного затопления, а другие произрастают при периодическом орошении или без него при выпадении осадков в период вегетации в количестве 1500—1800 мм. Однако все сорта риса имеют высокую потребность в регулярном снабжении водой. Это объясняется низким содержанием ее в тканях. Если у пшеницы и других культур на единицу сухого вещества приходится 4—5 частей воды, то у риса — всего 2—3. Поэтому даже при незначительном обезвоживании тканей риса снижается процесс ассимиляции и останавливается рост растений.
Оросительная норма риса зависит от режима орошения посеянного сорта риса, почвенно-мелиоративных (засоление), гидрогеологических (фильтрация) и климатических условий (испарение и транспирация), организационно-хозяйственных мероприятий. По данным ряда исследователей, оросительная норма для риса колеблется в пределах 10-30 тыс. м3 воды на 1 га и более, в то время как биологическое потребление его не превышает 4-5 тыс. м3 на 1 га.
К.П. Шумакова приводит следующие данные суточного водопотребления риса в условиях Северного Кавказа (при периодическом орошении): в межфазный период посев — кущение — 15 м3/га, кущение — 42, выход в трубку — колошение — 72, колошение-цветение — 101, налив зерна — 68, восковая — полная спелость 23 м3/га, что свидетельствует о том, что потребность растений во влаге неодинакова в различные фазы их развития.
В исследованиях Qian Xiaoquing было показано, что требовалось 349—473 мм воды при выращивании риса без затопления с применением мульчирования пленкой или соломой и 732,5 мм — при затоплении. Продуктивная эффективность воды для формирования зерна без затопления составила 0,899—1,273 г/кг и биомассы — 1,655—2,321 г/кг, при затоплении — 0,766 и 1,449 г/кг соответственно. При мульчировании полуразложившейся пшеничной соломой урожай зерна достигал 90% урожая, полученного при затоплении.
Изучаемые сорта риса Лиман и Лидер по своей биологии обладают способностью легко преодолевать слой воды, поэтому они лучше растут при затоплении. Однако они относятся к разным группам спелости, следовательно, для их возделывания режим орошения предполагается различным.
Совокупность числа, сроков проведения и норм поливов характеризует режим орошения сельскохозяйственных культур. Оросительную норму распределяют на довегетационные и вегетационные поливы. В условиях 2005—2006 гг. при орошении риса сортов Лиман и Лидер в учхозе «Кубань» нами проведены 9 поливов в период вегетации. Первоначальное затопление для насыщения почвы до полной влагоемкости, создания слоя затопления в чеках до 8 см проводилось за 3 дня. Водоподача на этом этапе при обоих режимах орошения составила 2319,6 м3/га (рисунок 27). При этом гидромодуль подачи составил 8,75 л/с.га.
Водный баланс рисового поля
Заболачивание и засоление орошаемых земель происходит главным образом в результате применения завышенных оросительных норм, принятых без учета особенностей водопотребления и формирования водного баланса территории в конкретных условиях.
Оросительная норма риса зависит от многих факторов: продолжительности вегетации принятых сортов риса, климатических и почвенно-гидрогеологических условий, от планировки рисовых чеков, четкой работы оросительной и сбросной сети, а также от технического уровня эксплуатации оросительной системы. В значительной степени оросительная норма зависит от выбора правильного водного режима для данных конкретных условий.
Таблица 20. Нормы и сроки полива риса в Ростовской области
Оросительный период составляет 110 дней с момента затопления первого гектара.
Водный баланс подсчитывается по этапам полива либо принимается по опытным данным.
В приходную часть его входят поливная норма и осадки за данный промежуток времени с учетом коэффициента их использования.
Расходную часть составляют: насыщение почвогрунта зоны аэрации до полной влагоемкости; испарение с водной поверхности и транспирация растениями; фильтрация в глубь почвогрунта и фильтрационный отток в водоотводящую сеть; поверхностный сброс.
Сбросы воды бывают единовременные и постоянные. К первым относятся сбросы в период обработки гербицидами, перед кущением (для создания минимального слоя), при просушке чеков в целях борьбы с водорослями, щитневым рачком и другими вредителями.
К единовременным относятся также непроизводительные сбросы из-за прорывов воды через откосы каналов и валиков, высоких горизонтов воды, за счет утечки через водовы-пуски и т. д. Ликвидация этих потерь во многом зависит от рисовода и может быть достигнута правильной эксплуатацией рисовой оросительной системы.
К постоянным сбросам относится проточность воды в чеках.
Подсчитав поэтапно водный баланс, получим значение поливных норм расхода воды (гидромодулей и модулей стока). Графики гидромодуля подачи воды (рис. 10) дают полное представление о распределении оросительной нормы риса во времени за полисной период.
Модуль стока определяется для расчета дренажно-сбросной и коллекторной сетей, а также для установления расчетных расходов насосных станций, если таковые предусмотрены для перекачки сбросных вод.
Водный баланс рисового поля в разных условиях характеризуется данными таблицы 21.
3 /га (по данным З. Ф. Туляковой, Г. Г. Полякова, П. М. Чухрай, Н. Я. Виноградной)»>
Таблица 21. Усредненные водные балансы рисового поля на засоленных землях Северного Кавказа при различных водных режимах, тыс. м 3 /га (по данным З. Ф. Туляковой, Г. Г. Полякова, П. М. Чухрай, Н. Я. Виноградной)
Рис. 10. График гидромодуля
Проведенные исследования показывают, что проточность большей частью не способствует повышению урожая.
На основе изучения водного баланса рисового участка представляется возможным выявить фактически полезные расходы воды растениями для формирования урожая, определить непроизводительные потери, влияние грунтовых вод на оросительную норму и в конечном итоге водопотребление риса.
Определение размеров суммарного расхода воды на транспирацию и испарение с водной поверхности поля за период вегетации риса по фазам его развития имеет большое практическое значение при проектировании и эксплуатации рисовых систем.
Величина суммарного расхода воды на Северном Кавказе колеблется от 7500 до 10000 м 3 /га.
Расход воды рисовым полем на транспирацию и испарение неодинаков в различные периоды вегетадии и полностью зависит от фаз развития риса (рис. 11). Расход воды на испарение в первый период развития риса значительно превышает расход на транспирацию, в дальнейшем наоборот: расход на транспирацию превышает расход на испарение.
В условиях более засушливого климата величина суммарного водопотребления выше.
Рис. 11. График водопотребления риса
1. Применения дифференцированных режимов орошения риса.
2. Упорядочения водопользования.
3. Создания подпоров на дренажно-сбросных каналах на незаселенных землях.
4. Проведения противофильтрационных мероприятий на распределительных каналах, которые сложены из фильтрующих грунтов.
5. Прикатывания поверхности рисовых чеков перед затоплением, либо кольматирования. Данные мероприятия, как показали опыты В. Н. Лаптева, уменьшают фильтрацию более чем в два раза.
Водные режимы почв рисовых полей
В практике рисосеяния применяемые водные режимы почв рисовых полей весьма разнообразны, но их можно свести к четырем основным типам:
Одновременно с отмиранием первичной корневой системы начинают подсыхать верхушки листьев. Если к этому времени еще не успела образоваться вторичная корневая система, то растения погибают. Вторичная корневая система (от 3 листьев до конца кущения) более вынослива к избытку солей, и растения, успевшие хорошо развить ее, в большинстве случаев сохраняются при прогрессивном засолении, в условиях определенного водного режима. Первичная корневая система от избытка солей в почве полностью отмирает.
Для получения всходов на, сильно засоленных почвах с близким уровнем минерализованных грунтовых вод наиболее благоприятен небольшой слой воды, периодически сменяемый.
Весьма сложно регулировать водным режимом в условиях плохой спланированности поверхности чеков. После первоначального затопления и сброса, вода остается в пониженных местах на длительный период, в то время как на отдельных участках почва пересыхает.
Всходы риса развиваются под слоем воды неодинаково и не все из них преодолевают его, особенно если он большой и температура воды высокая. На засоленных почвах пересохшие бугорки являются фитилем для подтягивания солей, в результате молодые всходы риса на этих участках полностью гибнут.
Правильно выбранный водный режим в период получения и укоренения всходов риса является самым главным фактором получения высокого урожая. Особенно важно выбрать правильный водный режим с учетом засоленности почв и дренированности участка.
В условиях незаселенных почвогрунтов после посева риса производится увлажнительный полив. Двух-трех таких поливов вполне достаточно для получения полноценных всходов (рис. 9).
Рис. 9. Графическое изображение различных водных режимов
В фазу выхода в трубку, выбрасывания метелок и цветения растение усиленно расходует воду, и перебои в снабжении водой в этот период ослабляют рост растений, что недолустимо.
Предуборочный сброс воды следует проводить не сразу, постепенно, снижая ежедневно слой затопления на 1 сантиметр. Быстрое удаление воды с чеков приводит к перегрузке дренажно-сбросной сети и всегда сопровождается полеганием риса.
При возделывании риса на незасоленных почвах или глубоко промытых, где нет опасения процессов вторичного засоления, проточность не нужна. Требуется лишь периодически подавать воду для поддержания необходимого горизонта.
В условиях же засоленных почвогрунтов нужно установить регулярное наблюдение за минерализацией воды в чеке.
Проведенные наблюдения за минерализацией оросительной воды в чеках показывают, что минерализация ее за оросительный сезон непостоянна. Максимальная минерализация воды в чеке наблюдается во время первоначального затопления риса и в период наивысших температур, высокого испарения воды, примерно с середины июля и до начала августа.
В пределах чека минерализация воды резко изменяется в зависимости от исходного засоления почвы и принятого водного режима. Как правило, на беспроточных вариантах, в условиях засоленных почвогрунтов, минерализация воды наивысшая.
Расход воды на проточность или полный обмен в чеке следует устанавливать исходя из условий дренированности и засоления почвогрунта.
Промывка засоленных почв происходит в основном за счет фильтрационного расхода воды, который является для каждой почвенной разности величиной постоянной (табл. 18). Поэтому как ни велика была бы оросительная норма, промывной эффект от этого не улучшится.
В то же время постоянная большая проточность ведет к огромным перерасходам воды, переполнению водоотводной сети и в некоторых случаях к ухудшению мелиоративного состояния системы и прилегающих неорошаемых земель.
Во многих благоприятных районах рисосеяния Советского Союза далеко не все земли можно обеспечить водой, поэтому вопрос экономии ее является весьма актуальным.
3 /га (по данным ЮжНИИГиМа)»>
Таблица 18. Расход воды на фильтрацию в различных почвенно-гидрогеологических условиях Северного Кавказа, тыс. м 3 /га (по данным ЮжНИИГиМа)
3 «>
Таблица 19. Затраты воды на 1 ц урожая риса при различных водных режимах, м 3
Лекция 3. Режим орошения риса по фазам вегетации и ведение учета оросительной воды на рисовых системах
Лекция 3. Режим орошения риса по фазам вегетации и ведение учета оросительной воды на рисовых системах.
Одним из основных условий, обеспечивающих получение высоких урожаев риса, является соблюдение правильного водного режима на рисовом поле.
Под водным режимом риса надо понимать систему приемов орошения, увязанных с организационно-техническими и экономическими особенностями хозяйства и направленных к созданию наиболее благоприятных условий для произрастания риса к получению высоких урожаев.
Сорта риса, высеваемые в Казахстане, по своей экологии относятся к гидрофитным растениям, а это значит, что режим орошения для них должен быть направлен на создание определенного слоя воды на рисовом поле в течение почти всей поливной вегетации риса. При этом одним из основных условий, обеспечивающих получение высоких урожаев риса, является соблюдение правильного водного режима на рисовом поле. Под водным режимом риса надо понимать систему приемов орошения, увязанных с организационно-техническими и экономическими особенностями хозяйства и направленных к созданию наиболее благоприятных условий для произрастания риса к получению высоких урожаев.
В практике возделывания риса существует несколько типов затопления: постоянное затопление – слой воды на поле поддерживается в течение всего периода вегетации риса; укороченное затопление – слой воды отсутствует в начале и конце вегетационного периода; периодическое увлажнение (поливы) – полив риса проводится периодически и слой воды на поле в течение вегетационного периода не создается. Все эти режимы затопления приспособлены природным и сортовым особенностям, а также техническим возможностям рисосеющих хозяйств. Однако в практике мирового рисосеяния распространены первые два типа затопления. Этими режимами орошения охвачено более 98% площади посевов риса.
Методы затопления рисовых чеков
А) на незасоленных почвах; Б) на засоренных участках с просянками;
В) на среднее и сильно засоленных почвах.
Слой воды на рисовых чеках играет многофакторную роль. Помимо удовлетворения чисто физиологических потребностей растений риса слой воды оказывает большое влияние на микроклимат рисового поля, скорость фильтрации воды и биоэлектрический режим внешней среды, влияющее на судьбу урожая. В залитых водой чеках из почвы выносятся вредные соли и продукты жизнедеятельности микроорганизмов, повышается влажность воздуха в приземном слое, сглаживаются резкие колебания суточного хода температуры воздуха, идет накопление нужных для растений форм элементов питания, создаются условия для поступления их к корням и в растения риса. Слой воды на рисовом поле является экологическим фактором, определяющим при всех прочих равных условиях формирование и продуктивность растений, поэтому при регулировании его на рисовом поле во времени следует исходить из физиологических потребностей растений риса в воде, условий внешней среды и рационального использования водных ресурсов.
Земли рисовых систем Казахстана в той или иной степени засолены. Избыточное содержание солей в почве сдерживает темпы прорастания семян риса, вызывает разреженность всходов. На засоленных почвах растения риса отстают в росте и в развитии, снижается их продуктивная кустистость и увеличивается пустозерность метелок, что ведет к уменьшению урожайности. Для снижения засоления почв на продуктивность риса необходимо соблюдать режим орошения, обеспечивающий улучшение мелиоративного состояния земель и получения достаточно высоких урожаев риса.
Состояние посевов риса и урожайность в зависимости от засоления и содержание солей в почве на рисовых системах республики предоставлены в таблице.
Состояние посевов риса и его урожайность в зависимости от степени засоления почв
Для снижения влияния засоления почв на продуктивность риса необходимо соблюдать режим орошения, обеспечивающий улучшение мелиоративного состояния земель и получение достаточно высоких урожаев зерна.
На засоленных землях следует применять режим постоянного затопления. Наличие постоянного слоя воды на рисовых чеках создает благоприятные условия для расслоения почв и гибели сорной растительности. При режиме постоянного затопления предусматривается поддержание определенного слоя на рисовом поле в течение всего поливного периода.
По результатам многолетних исследований, выполненных на различных массивах бассейна Сырдарьи в зависимости от степени засоления почв, засоренности земель и дренированности территории, рекомендуются четыре режима постоянного затопления. Первый – без применения гербицидов. Второй – с применением гербицидов рекомендуется на хорошо дренируемых землях. Третий вид режима постоянного затопления с применением гербицидов рекомендуется на плоходренируемых землях. Четвертый вид с применением противозлаковых гербицидов применяется на плоходренируемых землях с частичным выклиниванием грунтовых вод в рисовые чеки.
На слабодренированных, сильнозасоленных землях, особенно если в составе солей преобладают сульфаты, вода рисовых чеков из-за повышения щелочности приобретает кремовую окраску. Щелочность в воде способствует растворению органических веществ с выделением сероводорода. Токсично действующего на растения риса. В таких случаях, независимо от минерализации воды в чеках. Воду необходимо сбросить, слегка подсушить почву и затем затопить чеки свежей водой до прежнего уровня.
В застойной воде рисовых чеков могут появиться и вредители риса – личинки рисового комарика, рисового и ячменного минера, особенно опасны они в начальный период вегетации риса, когда у растений появляется 1-2 листка. При поражении посевов личинками комарика и минера воду из чеков следует сбрасывать почти до нулевой отметки, но так, чтобы листья риса не легли на почву и не прилипли к ней. После гибели личинок слой воды наращивается до прежнего уровня.
Эффективность режима орошения на сильнозасоленных почвах во многом определяется степенью естественной и искусственной дренированности территории. Там, где за счет фильтрации воды создается промывной режим орошения, с суточным обновлением воды в чеках от 20% до 30%, затраты воды на выращивание риса минимальные, а урожай не ниже, чем на участках с укороченным затоплением, при котором наилучшим образом удовлетворяются физиологические особенности растений в период прорастания и всходов, что обеспечивает всхожесть и урожайность риса.
На незасоленных землях рис возделывается при укороченном режиме затопления, суть которого заключается в следующем: всходы риса получаются при увлажненных поливах в период прорастания семян. Почва поддерживается во влажном состоянии ниже 905% наименьшей влагоемкости, т. е. в состоянии почти полного насыщения, но без слоя воды.
По результатам многолетних исследований рекомендуются четыре режима укороченного затопления. Первый – без применения гербицидов, на хорошо дренируемых, слабозасоленных почвах и на засоренных участках. Второй – с применением противозлаковых гербицидов рекомендуется на средне и слабозасоленных, хорошо дренируемых землях. Третий вид режима укороченного затопления с применением противозлаковых гербицидов рекомендуется на плоходренируемых, средне и слабозасоленных почвах. Четвертый вид режима укороченного затопления с применением противозлаковых гербицидов рекомендуется на недренеруемых, засоленных землях. Из перечисленных выше режимов следует применять тот, который в данных конкретных условиях обеспечивает получение высокого урожая риса при наименьшей его себестоимости и максимальной экономии оросительной воды.
В режимах затопления риса очень большое значение имеют предуборочные сроки прекращения подачи или сброса воды из рисовых чеков, от которых во многом зависят технологические качества зерна, начало уборки, величины оросительной нормы и в конечном итоге, урожай риса. Во всех случаях во избежание полегания риса и потери урожая сбрасывать воду следует при постепенном снижении ее слоя на чеках. Такое снижение слоя возможно, если подачу воды прекратить до полной спелости риса, подачу риса рекомендуется прекращать в фазы молочно-восковой или восковой спелости зерна, в зависимости от степени дренированности участка, с таким расчетом, чтобы созданный слой воды на рисовом поле продуктивно использовался растениями риса на дозревание, т. е. на суммарное водопотребление и фильтрацию, и чтобы влажность почвы к моменту уборки была выше на 75-85% НВ.
Рекомендуемые оросительные нормы риса по массивам орошения, м3/га
Орошение риса
Оптимальный водный режим является залогом получения высоких урожаев риса, важным условием предупреждения болезней, непременным фактором предотвращения загрязнения окружающей среды.
Излишне большой слой воды угнетает молодое растение риса, осушение же задерживает его рост и способствует развитию сорной растительности.
Значение повышенного слоя воды
Не снижается отрицательное влияние повышенного слоя воды, нормой считается такой слой воды, при котором одна треть растения находится над водой, а две трети высоты растения под водой, в начальные фазы развития риса, вплоть до кущения.
Большой слой воды хуже прогревается, меньше содержит кислорода, что приводит к изреживанию посевов, снижению интенсивности кущения, появлению болезней и вредителей.
В целом, водный режим имеет решающее значение для молодых растений риса, то есть в период получения всходов и начала фазы кущения, причем, речь идет буквально о нескольких сантиметрах, от двух до пяти, в крайнем случае, семи.
Такой слой воды создать и сохранить можно только при хорошей планировке с точностью до ±1,5-3 см. Другим важным условием является наличие водомерных и регулирующих устройств, в том числе, и автоматических.
В производстве ни того, ни другого нет, поэтому в практике применяются несколько технологических приемов, смягчающих отсутствие, прежде всего, высокоточной планировки.
Норма высева
Один из приемов – это высокая норма высева, в пределах 400-450 и более килограммов семян на один гектар. Следующий, наиболее эффективный прием — прерывистое затопление в период получения всходов риса. В мировой же практике имеется четыре основных типа водных режимов: непрерывное затопление, укороченное затопление, прерывистое затопление и периодическое увлажнение без создания слоя воды.
Укороченное затопление наиболее полно отвечает биологическим особенностям культуры риса, и оно используется повсеместно.
Этот тип затопления характеризуется созданием постоянного слоя воды перед кущением и сохранением его до молочной спелости. Во время прорастания семян и фазы всходов, почву содержат в увлажненном состоянии.
Вода, поступающая на рисовые поля, должна быть достаточно прогрета, и иметь температуру не ниже 12-14°С. До таких температур у нас вода прогревается в третьей декаде апреля.
Продолжительность затопления почвы
Продолжительность первоначального затопления зависит от температуры почвы и воды и может длиться от 2 до 3 суток, при температуре 28-30°С и до 10-12 дней, при температуре 10-14°С. Отсутствие слоя воды в этот период не ускоряет появление всходов, но способствует массовому прорастанию сорняков риса и, прежде всего, наиболее опасных, просовидных.
При подсушке почвы рис образует тонкие мочковатые корни с корневыми волосками. Чем дольше подсушены чеки, тем болезненей для растений риса происходит перестройка корневой системы, в том числе с потерей надземной листовой массы и полной гибели всходов.
Недопустим большой слой затопления после длительной просушки чеков, который приводит к массовой гибели всходов и изреживанию посевов.
Получения всходов при плохой планировке и некачественно подготовленной почвы снижения слоя воды наступает при длине колеоптиля 5-6 мм. Прямой сброс воды лучше избегать, так как это связано не только с ростом расходов воды и материальных средств, но и ухудшает экологическую среду.
Учитывая это нужно, освобождать чеки от воды в этот период на 2-3 суток, а при высоких температурах воздуха и на одни сутки. Затем чеки затапливаются постоянным слоем воды для нормального роста риса и предотвращения потерь азота.
Если оптимальный слой затопления создать невозможно, то прибегают к регулированию слоя, но не за счет сброса воды, а расхода ее на фильтрацию и испарение. Растения риса формируют один лист за 3-4 дня, поэтому период неустойчивого слоя воды обычно продолжается недолго.
После получения всходов создается постоянный слой воды, глубина которого составляет две трети высоты растения риса.
Обработка гербицидами
Одновременно со всходами риса появляются всходы сорняков и, чем чаще подсушивались чеки, тем больше они обгоняют рис в развитии. Поэтому без обработок гербицидами при этом типе затопления обойтись просто невозможно.
Режим орошения риса в период обработок гербицидами определяет технологические условия их применения, так как состав гербицидов быстро меняется и требуется строгое соблюдение техники их применения.
После обработки гербицидами на поле создается постоянный слой воды и не допускается никаких просушек вплоть до уборки урожая. Слой воды в период начала кущения не должен превышать 4-5 см. Затем по мере роста растений слой воды повышается.
Небольшой слой воды в период кущения способствует разрастанию придаточных корней, пазушных почек и формированию из них боковых побегов. Продолжительность периода с таким слоем воды зависит от густоты стояния растений риса.
Чем слой воды меньше и лучше прогревается, тем рис лучше куститься и закладывается более озерненная метелка. Обычно такой слой поддерживается 8-10 дней, иногда 15 дней.
После достижения необходимой густоты стеблестоя слой воды на поле повышается до 10-12 см и поддерживают его вплоть до восковой спелости. Перебои с подачей воды в эти периоды вегетации растений недопустимы, так как это приводит к значительному снижению урожайности.
С другой стороны, повышение глубины затопления до 15-20 см, приводит к негативным последствиям. В частности, к массовому полеганию растений и, как следствие, снижению урожайности и качества зерна. Увеличение слоя воды ведет также к дополнительным потерям оросительной воды на фильтрацию и увеличение оросительной нормы в целом.
Немаловажное значение имеет водный режим в период подготовки чеков к уборке, так как перед началом обмолота зерна чек должен быть сухим.
Поэтому особенно внимательно следует отнестись к сроку начала прекращения подачи и сброса воды для своевременной уборки урожая. С одной стороны ранний сброс приводит к значительным потерям урожая (до 20 и более ц/га), а поздний к дополнительным проблемам использования уборочной техники.
Практика показывает, что прекращать подачу воды в чеки необходимо в начале восковой спелости риса, а полное их освобождение от воды, когда 95% зерен в метелке достигнет полной спелости. Следует избегать резкого снижения слоя воды в чеках, так как это способствует полеганию риса.
Поэтому подачу воды прекращают заблаговременно с таким расчетом, чтобы она за счет испарения и фильтрации постепенно была удалена с чека и к моменту уборки почва успела просохнуть. Принудительный сброс воды возможен только на низких, плохо просыхающих территориях оросительных систем или чеков.