Исследования и практика выявили целесообразность орошения многолетних трав в Нечерноземной зоне. Орошение лугов увеличивает кормовые ресурсы и дает высокие экономические результаты.
Лугопастбищные травы — влаголюбивые культуры, а для обеспечения урожайности 7…8 тыс. корм. ед. с 1 га они в течение вегетационного периода должны получать 600 мм осадков, тогда как выпадает в Нечерноземной зоне в среднем 300 мм. Остальное количество влаги им необходимо дать в виде искусственного дождя.
Оросительные системы. Различают несколько видов оросительных и обводнительных мелиораций:
- регулярно действующее орошение (самотечное или с механическим подъемом воды из водохранилища);
- однократно действующее орошение (паводковое или лиманное);
- обводнение с помощью устройства искусственных водохранилищ и орошения небольших участков.
Оросительные системы бывают трех типов: стационарные, полустационарные, передвижные. В стационарных системах все звенья занимают постоянное положение, при необходимости перемещаются только дождевальные установки. В полустационарных системах главный и распределительный трубопроводы, насосные станции обычно имеют стационарное положение, а полевые трубопроводы с дождевальными аппаратами можно переставлять. В передвижных системах составные части перемещаются по орошаемой площади.
Осушительно-оросительные системы условно делят на три типа: для полива дождеванием, внутрипочвенного полива, поверхностного полива. Такие системы рассчитаны на двустороннее регулирование водного режима осушаемых площадей, когда осушительная сеть служит и для подачи воды в оросительных целях.
Выбор оросительных систем и способов полива зависит от топографии, климатических условий, структуры почвы, возделываемой культуры и экономических факторов.
Способы орошения. При использовании поверхностного способа орошения тщательно планируют поверхность земель. Планировка под орошаемые пастбища способствует экономии поливной воды, улучшает условия работы машин и повышает их производительность. Планировку при сооружении оросительной системы проводят скреперами, бульдозерами и длиннобазовыми планировщиками, которые срезают с повышенных мест грунт и ссыпают его ровным слоем на пониженные участки, полностью устраняя неровности.
Для нарезки временных оросителей и выводных борозд, их заравнивания, поделки валиков и их разравнивания, глубокого рыхления и планировки поля применяют каналокопатели-заравниватели универсальные КЗУ-0,3, КЗУ-0,ЗБ. Для торфяных и минеральных грунтов с каменистыми включениями пригодны каналокопатели КФН-1200 (ЭТР-123).
Для поверхностного орошения очень эффективно применение шлейф-трубопроводов, трубопроводов из мелиоративной капроновой ткани и водоспусковыми клапанами. В настоящее время предложены и испытаны поливные агрегаты с импульсной прерывистой подачей воды для поверхностного орошения, которое позволяет экономить до 30 % воды и снизить требования к качеству планировки.
В Нечерноземной зоне поверхностный способ орошения практически не применяют.
Подпочвенное орошение требует больших затрат и пока еще мало распространено. Этот способ осуществляется с помощью шлюзования осушительных систем и использования подпочвенно-оросительных сетей. Подпочвенное орошение из пластмассовых и гончарных труб перспективно для пастбищ. Однако отверстие оросителей быстро забивается корневыми волосками и микроорганизмами. В настоящее время разработано подпочвенное орошение по кротовинам, облицованным волокнистым материалом из торфа. Кроме того, предложено укрепление кротовин оросителей с помощью композиций с применением карбамидоформальдегидных смол. Вода вместе с элементами питания для растений подается в зону расположения корней. Этот способ увеличивает урожайность трав, уменьшает потери воды из-за отсутствия поверхностного стока.
Самый распространенный способ орошения в Нечерноземной зоне — дождевание. Вода подается из открытых каналов и трубопроводов к дождевальной установке и разбрызгивается в виде дождя. При дождевании создаются условия, близкие к естественным, но при этом можно регулировать подачу воды, чтобы поддерживать влажность почвы в корнеобитаемом слое на оптимальном уровне. Кроме того, с поливной водой можно подавать растворенные питательные вещества. Доступны полная механизация, а в будущем и автоматизация процесса полива при дождевании лугов. Преимущество дождевания в том, что можно не делать планировки орошаемых участков и не нарезать поливную сеть.
Условие эффективности рассматриваемого способа — правильное соотношение между водопроницаемостью почвы и поливной нормой, которая определяется интенсивностью дождя и продолжительностью полива. Интенсивность — это слой дождя, выпавшего в единицу времени в точке на поверхности луга. Максимально возможную интенсивность дождя, обеспечивающую в данных условиях подачу требуемой нормы полива без стока, принято называть допустимой. Она зависит от многих факторов: водопроницаемости почвы, поливной нормы, начальной влажности почвы, вида обработки, состояния пахотного слоя, размера капель дождя, характера его подачи, уклона и микрорельефа участка.
В производство внедрена дождевальная система с импульсными аппаратами. Они позволяют рассредоточить поливной ток, создать требуемый микроклимат и направленно воздействовать на растения и окружающую среду. Разработана еще одна схема импульсного дождевания — синхронное дождевание. При ней существенно увеличивается длительность воздействия дождевания на растение и среду и достигается предельное рассредоточение поливного тока. Суточная водоподача становится равной суточному водопотреблению растений, а сам полив осуществляется непрерывно на протяжении всего вегетационного периода. Эти способы полива позволяют на протяжении всего вегетационного периода стабильно поддерживать влажность почвы и воздуха на оптимальном уровне, что благоприятно сказывается на микробиологических процессах, протекающих в почве, а также на росте и развитии трав. Однако технически такие способы пока трудно осуществить.
Таким образом, наибольшее распространение в практике орошения пастбищ имеют поверхностные способы подачи воды и дождевание. В их основе лежат принципы периодического снабжения растений водой за счет аккумулирования ее в корнеобитаемом слое почвы. Чем меньше интервалы между сроками подачи воды к корням растений, тем лучше условия их водообеспечения. Однако создание оптимального режима пока затруднено, поэтому широкое распространение получили способы, основанные на принципе периодического внесения воды в почву (в частности, дождевание) через определенные интервалы времени.