agrodoctor (agrodoctor) wrote,
agrodoctor
agrodoctor

Category:

Инновации в полеводстве. Капельное орошение зерновых и технических культур.

 Современный мир аграрного бизнеса суров. Правила просты: хочешь зарабатывать – умей производить качественную продукцию с минимальной себестоимостью. Не умеешь – вылетишь с рынка, и твое место тут же займут другие. Времена дефицита ушли в прошлое, каждый вид продукции производят десятки тысяч производителей по всему миру и конкурентами украинскому или российскому  аграрию нередко становятся не соседи, а  фермеры Соединенных Штатов, Китая,  Израиля….
 Все это и привело к тому, что вскоре после перехода к рыночной экономике и открытию границ, технологии в растениеводстве на постсоветском пространстве стали стремительно меняться. Новые высокопродуктивные гибриды, все более эффективные средства защиты растений, современная техника пришли на наши поля, положив начало интенсификации аграрных технологий.
 Но любая интенсификация начинается с серьезных инвестиций. А инвестиции должны окупаться. Ни один здравомыслящий хозяин не будет внедрять новую технологию, если прирост урожая не будет большим, нежели рост затрат на гектар. И урожаи росли.


Главный ограничивающий фактор.
На диаграмме  приведены данные ФАО об урожайности кукурузы в Украине за последние 10 лет. Урожайность достаточно стабильно росла, а вот в 2012 году произошел серьезный обвал.

  Потому что в наши планы и технологии вмешался главный ограничивающий фактор – дефицит влаги.
Кукуруза – достаточно теплолюбивое растение, и потому значительные ее площади сосредоточены в южных регионах, в той самой «зоне рискованного земледелия», где главным риском по-прежнему остается засуха, которая все чаще перечеркивает и все наши  надежды на окупаемость инвестиций и все надежды, и планы агронома.
Мы все понимаем это и боремся за каждый миллиметр влаги на поле. Наука и передовой опыт мировых лидеров дает немало к тому возможностей.  Современные влагосберегающие технологии обработки почвы (включая и No-till технологию), эффективная борьба с сорняками, разработка селекционерами засухоустойчивых гибридов – все это при грамотном использовании дает возможность уменьшить ущерб от засухи. Но самым радикальным решением этой проблемы по-прежнему  остается полив.

Капельное орошение или дождевание?
Кукурузу на орошении выращивают у нас уже более полувека. Но до недавних времен это был полив дождеванием - «Фрегаты», «Днепры», а впоследствии «Кубани» и «Бауэры». Но как оказалось, большого будущего у этой технологии нет. Во-первых, потому, что для полива дождеванием требуется ровное поле. А в наших степях таких ровных полей не так уж и много (особенно вблизи крупных рек, где наиболее легко решать вопросы орошения), а холмы и овраги, уклоны и лощины делают невозможным эффективный полив дождеванием.
Кроме того, с каждым годом все дороже становится воды. И 4-5 тысяч кубов на гектар, которые выливаются за сезон на дождевании нередко сокрушают экономику культуры, тем более, что предел урожайности на дождевании не так уж высок – 100-120 центнеров, как правило.
 И тогда кукурузу начали выращивать на капельном орошении. Вначале это были очень небольшие участки, но первые успехи привели к бурному росту числа новаторов. На наступающий сезон в Украине готовится под посев около 7 000 гектар зерновых и технических культур на капельном орошении (из которых львиную долю занимает кукуруза). Появляются такие проекты и в России, Молдове, Приднестровье.
 Успешный пример заразителен. На фоне провала урожайности культуры в засушливом 2012 большинство «капельников» получили 140-180 центнеров с гектара «в зачете».  При этом расход воды за сезон на капельном орошении был в среднем на 30% меньше чем на дождевании.
 У этого парадокса, конечно же, есть объяснение. Дождевание, даже самое лучшее, является по сути своей периодическим поливом. То есть, условная неделя для наших растений выглядит примерно так:
Понедельник очень сухо
Вторник переувлажнение (полив)
Среда оптимальная влажность
Четверг чуть ниже оптимума
Пятница сухо
Суббота очень сухо
Воскресенье переувлажнение (полив)

 И так весь сезон. Пересыхание почвы резко сменяется переувлажнением. Постоянный стресс, а стрессы, как известно, не идут на пользу ни людям, ни животным, ни растениям.
Иное дело – на капельном. Капельное орошение, по сути своей вообще не является инструментов полива. Это инструмент постоянного поддержания влажности почвы на оптимальном уровне. Именно так! Систему капельного орошения несложно настроить на полив с любой частотой – хоть ежедневно, хоть дважды в день.
 И об этом забывать нельзя. Потому что в том же 2012 году к сожалению были случаи, когда установив систему капельного полива хозяйство получило урожай кукурузы 95 ц/га. Ровно столько, сколько получало на дождевании. И почти в два раза ниже, чем у более «удачливых» соседей. Причиной этого стали грубые ошибки в использовании столь тонкого инструмента, как капельное орошение.

Работа над ошибками.

Как это ни странно, самые серьезные ошибки делаются еще на этапе планирования проекта, начиная с выбора капельной трубки.
Трубка бывает разная. Она отличается и конструкцией капельниц и густотой их расположения и водовыливом, но с точки зрения стоимости ее, наиболшее значение имеет различие в толщине стенок. Основной ассортимент капельных трубок варьирует от 5 до 32 милс (неметрическая единица измерения, 1 мил = 25 микронам).
Трубка 5-8 милс испольуется как однолетняя, а более толстостенные – как многолетние. Так вот, закладывая «пилотный проект» хозяйство частенько принимает решение «для начала» использовать тонкостенную трубку.

Но на кукурузе этого делать категорически нельзя.

 Тонкостенная трубка сильно повреждается в течение всего сезона эксплуатации. Ее повреждают проволочники, хрущи, жужелицы, птицы, острые камешки  в почве и даже семена некоторых сорняков - дурнишник обыкновенный и игольчатый, якирцы стелющиеся…


 Овощеводы кое-как мирятся с той проблемой, закрепляя за каждым полем работников для постоянного ремонта протеканий (в основном из расчета 1 работник на каждые 10 га проекта). Для производителей кукурузы такие «нормативы использования рабочей силы» могут оказаться неприемлемыми (40 человек подготовленных рабочих на 400 га!!!).
 Но беда даже не в этом. Овощные культуры в большинстве своем имеют невысокую надземную часть, что позволяет при включении полива хотя бы увидеть «фонтанчики» очередных повреждений и немедленно отремонтировать их.


С кукурузой все обстоит иначе. Уже в первую треть вегетации высота растений просто не позволяет увидеть повреждения и независимо от количества выделенных для ремонта рабочих, мы не сможем отремонтировать их, а значит большую часть сезона вегетации у нас на поле одни растения будут стоять в лужах, а другие недополучать воды. Проблема сильно усугубится и тем, что на капельном орошении значительная часть удобрений подается с поливной водой. А значит, неувиденные нами порывы и повреждения трубки приведут к тому, что мы не будем иметь на поле ни равномерного полива, ни равномерного питания.
И проблемы на этом не закончатся. Придет время убирать трубку с поля. Овощеводы чаще всего делают это вручную (площади позволяют). Для масштабных проектов выращивания кукурузы ручной сбор будет неприемлем, а механизированная смотка тонкостенной трубки превратится в кошмар, из-за постоянных разрывов ее при вытаскивании из почвы.
Выход конечно же есть – для выращивания кукурузы на капельном орошении использовать только толстостенную трубку многолетнего использования.
Во-первых, это решает проблему повреждений трубки. При толщине стенки от 16 милс (400 мкрн) и более почвенные вредители уже неопасны для трубки (а для того, чтобы они были неопасны и для наших растений, мы можем уничтожать их, подавая раствор химиката через систему полива). Заглубление трубки при укладке ее в почву на 2-3 см решает проблему повреждения птицами. И уж конечно такую трубку не повреждают игольчатые семена сорных растений.
А раз не будет повреждений - значит, не понадобятся отряды рабочих-ремонтников. Поле площадью 400 га сможет обслуживать бригада из 3 человек, и при этом мы будем спокойны в вопросах равномерности подачи воды и удобрений к каждому растению.
Во-вторых, толстостенную трубку мы сможем механизировано демонтировать с поля (в стране уже немало цехов, производящих устройства для смотки капельной трубки многолетнего использования) и столь же механизировано уложить на следующий год. В отличие от тонкой, она не будет рваться при механизированной смотке, а значит, мы не засорим поле обрывками полиэтилена.

 В-третьих, толстостенная трубка может эксплуатироваться при более высоком давлении, что позволяет увеличить длину гонов, сократить расходы на разводящие трубопроводы, увеличить размер поливной клетки.
 И наконец, это просто дешевле! Метр трубки шестилетнего использования  стоит около 1 грн, а метр однолетней тонкостенной – 0,42 грн. Цена отличается в два с небольшим раза, а срок использования в шесть раз!
 Именно так мы и поступаем на наших проектах. И опыт шестилетнего использования такой трубки у нас свой собственный, и все вопросы ее хранения, повторной укладки и недопущения блокирования капельниц давно и эффективно решены. С удовольствием поделимся этими решениями со всеми интересующимися.
 На всякий случай, специально оговорюсь – я рассказал об использовании многолетней трубки с ежегодным демонтажом ее с поля и повторной укладкой в очередной год. Отдельная тема – использование многолетних систем капельного полива с укладкой трубки глубоко под почву (30-45 см). Такие системы, конечно, имеют ряд преимуществ, но пока мало кто из производителей кукурузы ими заинтересуется. Ибо они стоят значительно дороже (специальные капельницы с трефлановой пропиткой во избежание прорастания корней внутрь трубки и более сложная и дорогая система разводящих трубопроводов), для установки таких систем надо иметь гарантию многолетних прав на использования поля (долгосрочные договоры аренды, или собственность на землю) и хорошо отлаженную систему GPS-контроля работы техники, чтобы каждый год «попадать» в междурядья.
 Вторая ошибка – неправильная укладка трубки. 
Выше уже говорилось о том, что капельную трубку нужно укладывать с небольшим заглублением в почву. Именно «с небольшим» (2-3 см), поскольку при  более глубокой укладке мы получим опаснейшую проблему – прорастание корней внутрь  капельницы.

 Корням свойственно «путешествовать» в поисках влаги, и если у нас нет специальных (достаточно дорогих) капельниц с трефлановой вставкой, то ни в коем случае нельзя допускать, чтобы трубка укладывалась ниже уровня посева.
 Но и на поверхность поля трубку укладывать тоже нельзя.  Поскольку сильный ветер, либо сильный ливень может сместить ее, или даже полностью снести с поля. Кроме того, трубка на поверхности поля сильно повреждается птицами (рассматривающими наши капельница как поилки), да и тепловые деформации у черного полиэтилена слишком велики, что приводит к неравномерному увлажнению растений после изгибания трубки.
 Итак, укладываем в почву, неглубоко. Укладка эта производится специальными приспособлениями – укладчиками, которые монтируются либо на самой сеялке, либо на раме культиватора КРН – 5,6.  Очень важным является правильный выбор времени укладки.
 Идеальным решением для всех культур (кроме картофеля) является укладка трубки одновременно с посевом. Только в случае крепления укладчиков непосредственно на сеялке мы можем обеспечить идеальное расположение трубки по центру междурядий (для кукурузы практикуется укладка одно трубки на два рядка). Если же по каким-то причинам, это не удалось сделать (не смогли закрепить укладчики на сеялку, либо задержалась поставка трубки), то лучше всего провести укладку сразу после посева, но в этом случае потребуется либо высокое мастерство тракториста, либо хорошие системы  GPS, для того, чтобы трубка легла точно по центру междурядья.
 Всякого рода разговоры о целесообразности укладки в фазу 2-х листьев, ….. 4-х листьев….. лишены какой либо логики по той причине, что капельное орошение - это не инструмент полива, а инструмент поддержания влажности почвы на оптимальном для культуры уровне. Именно в этом ключевое отличие капельного полива от дождевания, именно это и дает те прибавки урожая, ради которых мы идем на эти инвестиции. Но поддерживать оптимальную влажность нужно весь период вегетации растения, а значит, и иметь готовую к включению систему полива лучше всего с первых дней после посева.
 Однако, для того, чтобы поддерживать влажность на оптимальном уровне, как минимум необходимо этот уровень знать и  постоянно измерять. Ошибки в расчете поливной нормы – наиболее распространенная причина недобора урожая на капельном орошении.
 Подробно об этом вопросе мы писали уже не раз, и потому, в данном случае хочу рассказать о самом простом и реальном подходе для его решения. Определение поливной нормы основано на учете суммарного испарения влаги с гектара. Имея цифровую метеостанцию на поле, достаточно легко в любое время определить  это испарение за период после последнего полива (современные модели сами рассчитывают его по уравнению Пенмана-Монтейта, вам остается только умножить его на коэффициент культуры с учетом фазы развития).
 Но современные систему уже не требуют ручного "пересчета" суммарного испарения в поливную норму. Они все делают сами.

 Например - цифровая он-лайн система "Дроптима", включающая в себя метеостанцию, автоматически фиксирующую все погодные данные, влияющие на испарение и мобильное приложение для смартфона или планшета на которое выводится точно рассчитанная норма полва для каждой культуры вашего поля ( в кубометрах на га и даже в количестве минут полива, если вы изначально ввели в систему данные о типе капельной трубки у вас на поле). Причем расчет делается в соответсвии с фазой развития вашей культуры.


Это очень недорого. Стоимость системы "Дроптима" всего 500 долларов, это доступно даже для фермера с 10-ти гектраным полем, а возможности, которые дает он-лайновая цифровая метеостанция позволяют агроному избежать многих ошибок и не только в плане полива.


А ошибки такого рода влекут за собой серьезнейшие последствия. И одно из них – нарушения опыления кукурузы в период высоких температур и низкой влажности воздуха.
 Об этой беде знают все. В популярном справочнике Д. Шпаара опубликована диаграмма  зависимости опыления от температуры и влажности воздуха.

 Выглядит, безусловно, угрожающе…. Опираясь на эти источники, противники капельного полива утверждают, что капельное – это «не для кукурузы», это «не для нашей жаркой зоны»…
Но есть еще одна диаграмма – статистические данные ФАО по средней урожайности кукурузы в различных странах мира. Обратите внимание – рекордсменами  являются страны, где запредельно высокая температура воздуха и очень низкая его влажность. Но в  то же время, это как раз те страны, где кукуруза выращивается именно на капельном орошении. И с опылением там все в порядке.

 Это и понятно. Ведь при недостатке влаги пыльца перегревается еще при созревании на пыльнике. Так что стерильность пыльцы обусловлена не температурой воздуха, а температурой растения. На богаре или при поливе «дождеванием раз в неделю» проблема  эта будет гораздо острее, но если мы постоянно поддерживаем оптимальную влажность почвы, растения охлаждают себя за счет интенсивного испарения, и с опылением кукурузы проблем не возникает.  Более того, интенсивное испарение (40-60 куб. м /га ежедневно)  в этом случае приводит к повышению влажности воздуха над нашим полем.
 И как это ни парадоксально, но средняя влажность воздуха на правильно поливаемом капельном поле будет выше, чем на дождевании. Хотите в этом убедиться?
 Мы в этом убедились. На поле дождевания нами была установлена цифровая метеостанция, которая фиксировала в том числе и влажность воздуха.  На графике  данных хорошо видно, как непосредственно в период полива влажность воздуха поднялась до 98%  но уже через 8 часов начала резко падать и к обеду того же дня опустилась к 47%, неблагоприятным для растений. Вот такой ничтожный эффект «регулирования влажности воздуха» мы получаем на дождевании.

А потом мы переставили эту метеостанцию на поле с капельным орошением.  Сразу после установки ее на поле прошел небольшой дождь (12 мм примерно). Как и в случае с дождеванием эффекта «повышения влажности» от осадков хватило ненадолго . В тот же день влажность  воздуха упала. Но с наступлением темноты вновь поднялась. И так ежесуточно.

Итак, капельное орошение позволяет обеспечивать для растений оптимальные условия среды, а значит и создает возможность к более интенсивному протеканию всех жизненно важных процессов (фотосинтез, обмен веществ, закладка новых органов, опыление). И потому, прибавка урожайности на капельном поливе с лихвой окупает дополнительные вложения, что создает грандиозные перспективы для развития этой новой сферы его применения.
 Но, как и всякий точный и эффективный инструмент, капельное орошение требует умения использовать его правильно, принимая каждое решение на основе полной и достоверной информации о том, что происходит в растении, в почве, в окружающей среде.
Tags: агроанализ, капельное орошение, полив
Subscribe

  • Райский сад дьявола.

    Я большой любитель посещения не только каких то экзотических мест, но и всяких необычных коллекций. Особую страсть я питаю к коллекциям растений.…

  • Не замерзнем?

    С этим вашим глобальным потеплением, люди начали уже отвыкать от нормальной зимы. Я уходил в армию оссенью 1984-го и первая моя армейская зима…

  • Greenvizor

    Пятнадцать лет наша компания занимается агрономическим сопровождением интенсивных агропроектов. Пятнадцать лет на многих сотнях полей в Украине,…

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 1 comment