Меню Рубрики

Установки для полива кукурузы

Управление орошением при выращивании кукурузы

Уильям Л. Кранц, специалист по орошению Северо-восточного исследовательского центра Extension Суат Ирмак, специалист в области управления водными ресурсами в сельском хозяйстве, Кафедра сельскохозяйственной инженерии и биологических систем, Симон Дж.Вон Донк, инженер водных ресурсов, специалист по орошению Западно-Центрального исследовательского центра Extension, C.Дин Йонц, инженер ирригационных систем, специалист по орошению исследовательского центра Extension, Деррел, Л. Мартин, профессор, Кафедра сельскохозяйственной инженерии и биологических систем.

В данной статье рассматриваются стратегии и цели управления поливом кукурузы. В штате Небраска земли площадью более 6,48 миллионов гектар заняты пропашными культурами — кукурузой. Примерно 3,24 миллиона из них орошаются. Кукуруза занимает примерно 70% орошаемой пашни, или 2,27 миллиона гектар. Именно поэтому, совершенствование управления орошением может существенно повлиять на качество и количество самого ценного природного ресурса штата Небраска — воды.

Взаимодействие Почва-Растение-Вода

Понимание взаимодействия между растениями и средой, окружающей их, имеет существенное значение для эффективного управления орошением. К характеристикам растения, которые важны для управления орошением, относятся потребление воды в течение вегетационного периода, ежедневная норма потребления воды, темпы роста растения, глубина корневой системы. К существенным характеристикам почвы относятся влагоемкость, степень увлажнения, а также наличие почвенных горизонтов, препятствующих проникновению корней и/или просачиванию воды. Качество и количество водных запасов также имеет значение. Основной целью управления орошением является обеспечение дополнительного объема воды, необходимого растениям, и оптимальное использование воды.

Использование воды растениями кукурузы

Эвапотранспирация (ETc) или расход влаги сельскохозяйственной культурой — это влага, образующаяся при испарении с поверхности почвы и при транспирации растений. Для кукурузы испарение в течение вегетационного периода составляет 20-30% ЕТс. Транспирация — это последняя стадия на пути движения воды из почвы по корням и стеблям в листья, с поверхности которых она испаряется в атмосферу. Приблизительно 70-80% воды, потребляемой сельскохозяйственной культурой, расходуется на транспирацию.

Ежедневное водопотребление кукурузы варьирует в зависимости от атмосферных условий:

  • температуры воздуха,
  • влажности,
  • солнечной радиации
  • скорости ветра.

При высокой температуре воздуха, низкой влажности, отсутствии облачности и сильном ветре эвапотранспирация усиливается. Высокая влажность, отсутствие облачности и слабый ветер будут способствовать снижению ЕТс. Для определения ежедневного водопотребления сельскохозяйственной культуры необходимо учитывать погодные условия и фазу развития культуры. При высокой суммарной испаряемости в начале мая эвапотранспирация будет незначительной, потому что растения кукурузы еще небольшие, с недостаточно развитой корневой системой и малой площадью поверхности листьев для транспирации.

При аналогичной суммарной испаряемости в середине июля кукуруза будет использовать максимальное количество воды, потому что корневая система растения полностью развита и площадь поверхности листьев достаточна для транспирации на уровне, соответствующем суммарной испаряемости. Это соотношение — так называемая потенциальная эвапотранспирация, отношение коэффициента культуры к суммарной испаряемости.

На потребление воды в течение вегетационного периода влияют климатические условия, фаза развития растения, плодородность почвы, наличие запасов воды и взаимодействие этих факторов. Хотя общее количество воды, используемое кукурузой, варьирует в зависимости от сезона года и местности, в целом оно будет зависеть от погодных условий и фазы развития растений кукурузы.

На рис.1 (кривая А) показано среднее многолетнее потребление воды кукурузой. При данном среднем потреблении воды показаны типичные среднесуточные уровни ЕТс за вегетационный период, полученные на основании данных за период более 10 лет.

На рис.1 (кривая Б) показаны возможные колебания значений среднесуточной ЕТс в отдельные годы. Управляющие ирригационными системами должны знать многолетнюю тенденцию и, что более важно, должны определять суточное значение ЕТс за несколько последних дней. Для определения времени орошения и необходимого объема подачи воды необходимы данные многолетней тенденции и уровня ежедневного потребления воды культурой.

В штате Небраска общее водопотребление кукурузы варьирует от 711 мм в год на юго-западе до 610 мм в год на востоке. Водопотребление зависит от погодных условий и сорта кукурузы. На сезонную ETc в наибольшей степени влияет продолжительность периода созревания определенного сорта. Например, в одном и том же районе в определенный год гибрид кукурузы с периодом созревания в 113 дней будет потреблять больше воды, чем гибрид с периодом созревания в 100 дней. Гибриды кукурузы длительного периода созревания требуют больше воды, но если они получают достаточное этими сортами, а в некоторых случаях объемы ежедневного использования воды также различны. В силу варьирования погодных условий в течение года и в отдельные годы, среднее многолетнее использование воды в сутки (кривая А) может варьироваться на ± 0,8 мм в день. Суточные колебания использования воды в определенный год (кривая Б) могут превышать 5,08 мм в день.

В связи с этим рекомендуется использование датчиков почвенной влаги и расчете ежедневного использования воды культурой с учетом погодных условий данного сельскохозяйственного сезона. Кроме того, по сравнению со средними многолетними значениями, указанными в Таблице 1, продолжительность каждой фазы роста кукурузы может различаться на ± 2 дня.

Уровень поглощения влаги корневой системой растения кукурузы зависит от глубины корневой системы. В целом, на небольшой глубине корни извлекают больше влаги.

Если вода подается на поверхность почвы, ее поглощение корневой системой происходит согласно правилу четвертей — «4-3-2-1»: 40% влаги поглощается верхней четвертью корневой системы, 30% влаги поглощается второй четвертью и т.д. Данная зависимость показана на Рис. 2.

Подача воды через подповерхностную систему капельного орошения приводит к значительному извлечению воды из более глубоких горизонтов, где расположен поливной трубопровод. Кроме того, хотя корневая система растений кукурузы достигает глубины 1,52-1,83 м, вплоть до поздней стадии вегетации при стабильном орошении эффективным считается участок корневой системы на глубине 0,91 м. Далее, при расчетах времени и объема воды последнего полива, эффективная корневая зона расширяется до глубины 1,22 м.

Обеспечение потребности кукурузы в воде

B целом, помимо воды, содержащейся в почвенном профиле, и выпадающих во время вегетационного периода эффективных осадков, дополнительная влага обеспечивается орошением. Поэтому, для определения объема воды, необходимого для орошения, используется следующее уравнение водного баланса: Эффективные осадки + Извлеченная почвенная влага — сезонное ЕТс = необходимое орошение.

Согласно средним многолетним данным, оросительная норма нетто для кукурузы на илисто-глинистых почвах юго-востока Небраски составляет около 152,4 мм в год, в центральной части Небраски — около 228,6 мм в год, а на территории Пенхэндл на северо-западе Небраски оросительная норма нетто составляет около 355,6 мм в год (Департамент природных ресурсов, 2006 г.). Эти показатели могут ежегодно варьироваться в зависимости от погодных условий (осадков, солнечной радиации, температуры воздуха, скорости ветра и относительной влажности), влияние которых на ЕТс было описано выше.

При проектировании ирригационной системы пропускная способность системы должна соответствовать уровню водопотребления сельскохозяйственной культуры (колонка 2, Таблица 1). Однако использование значений уровня водопотребления в расчете пропускной способности системы может привести к чрезмерному увеличению размеров составляющих системы.

Руководство Университета Небраска-Линкольн G1851 «Минимальные размеры систем кругового орошения в Небраске» содержит метод расчета расхода воды, необходимого для обеспечения потребностей в воде сельскохозяйственных культур с учетом времени простоя системы, водоудерживающей способности почвы и количества осадков в течение вегетационного периода.

Используя данный метод можно определить пропускную способность оросительной системы, которая будет соответствовать схеме управления орошением и позволит снизить затраты на установку и эксплуатацию оросительной системы.

Цель управления процессом орошения состоит в обеспечении дополнительного объема воды с учетом экономических и экологических последствий. Одна из причин, по которой урожайность кукурузы повышается в результате орошения, объясняется законом убывающего плодородия (т.е. по мере того, как урожайность сельскохозяйственной культуры приближается к пиковому значению, последние 25,4-50,8 мм используемой воды внесут меньший вклад в дополнительное увеличение урожайности, чем первые 25,4 мм воды). Также, поскольку подача воды оросительной системой не является эффективной на 100%, невозможно преобразовать весь используемый объем воды в ЕТс и, в конечном итоге, в зерно. Поэтому, для принятия решения об использовании последних 25,4 мм воды для орошения, управляющие должны учитывать потенциал увеличения урожайности зерна и стоимость использования воды.

Использование нескольких дополнительных миллиметров воды потенциально снизит чистую прибыль орошаемого поля из-за снижения урожайности в результате вымывания питательных веществ за пределы активной корневой зоны и снижения степени аэрации почвы. Также к стоимости производства кукурузы добавится стоимость подачи дополнительного объема воды. Для расчета стоимости подачи воды количество топлива на 101 м3/га умножается на стоимость 3,79 л топлива. Например, для подачи воды с глубины 30,48 м при давлении на выпуске насоса 3,45 бар, расход дизельного топлива составит приблизительно 7,46 л на 101 м3/га. Таким образом, стоимость подачи 25,4 мм воды в 1,97 раза превысит стоимость дизельного топлива. Если подача воды для орошения и выпадающие осадки не соответствуют потребностям ЕТс сельскохозяйственной культуры, ограниченное или дефицитное орошение может способствовать увеличению урожайности по сравнению с уровнем урожайности богарного земледелия. Однако если объем оросительной воды ниже требуемого, урожайность будет ниже, чем при поливе. В условиях нехватки водных ресурсов полив должен применяться на важных фазах роста кукурузы, например, между опылением и ранней фазой тестообразной спелости, что позволяет наиболее эффективно использовать имеющиеся водные ресурсы.

Читайте также:  Установка автосигнализации на шевроле каптива

Фазы роста кукурузы

Непосредственно после посадки практически вся используемая растением влага поступает в результате испарения с поверхности почвы. Согласно расчетам, ЕТс будет составлять менее 2,54 мм в день при условии, что поверхность почвы не увлажняется с помощью орошения. После выпадения осадков уровень испарения с поверхности почвы может возрасти до более 5,1 мм в день в зависимости от механического состава почвы, наличия пожнивных остатков и количества осадков. Орошение в этот период не рекомендуется, потому что подача воды через систему дождевального орошения может способствовать образованию поверхностной корки, которая снизит уровень фильтрации воды и, в некоторых случаях, может задержать начало всходов. При значительном количестве пожнивных остатков корка образуется менее интенсивно за счет поглощения энергии капель воды, а также снижается испарение почвенной влаги за счет отражения определенного количества солнечной радиации.

Приблизительно через две недели после появления всходов растение кукурузы вырастает до 15,24 см (фаза 4-го листа). В это время из первого узлового корня начинает развиваться постоянная корневая система.

Когда растение достигает высоты 25,4-30,48 см (фаза 6-8листа), начинают формироваться метелка и початок. В этот период также формируется определенное число рядов зерен и число зерен в ряду. Индекс площади листьев (ИПЛ) для поливной кукурузы возрастает до 2,0.

Ежедневное водопотребление кукурузы варьирует от 0,15до 3,8-5,08 мм в день (Таблица 1). Корневая система кукурузы располагается в верхнем слое почвы на глубине 45,7 см, при отсутствии таких ограничивающих факторов, как уплотнение почвы, водоупорный пластили галечник. Если эффективная глубина корневой системы составляет 45,7 см, доступная растениям влага вилисто-глинистых почвах составит 76,2 мм, а в песчаных почвах — 38,1 мм. Норма полива во время первого орошения должна учитывать осадки и должна быть небольшой — для снижения потерь при глубокой фильтрации.

В период между фазой 8-го листа и появлением метелки глубина корневой системы и поверхность листьев кукурузы увеличиваются, а также возрастает потребление воды; пиковое значение суточного водопотребления достигается на стадии опыления. В это время глубина корневой системы увеличивается с 45,7 см до 1,2 м, а усвоение почвенной влаги, необходимой для роста кукурузы, увеличивается в два раза. У поливной кукурузы с плотностью посадок более 24 тыс. растений на 0,41 га индекс площади листа увеличивается до 5,0. Средняя норма водопотребления, рассчитанная за период 3-5 дней, возрастает до 8,1 мм в день (Таблица 1). В условиях высокой температуры воздуха, низкой влажности и сильного ветра водопотребление в отдельные дни может достигать 10,16 мм. В связи с высоким уровнем водопотребления необходимо не допускать образование водного стресса на стадии репродукции. Значительная нехватка воды в фазу выметывания пестичных столбиков влечет за собой иссушение пестичных столбиков и пыльцевых зерен, что ведет к недостаточному опылению. Нехватка воды на стадии выметывания пестичных столбиков приводит к существенному снижению урожайности. Необходимо увеличить норму полива с учетом уровня ЕТ с кукурузы минус количество осадков, при этом нужно учитывать возможные осадки в будущем (12,7 мм для илисто-глинистой почвы).

Потребность в воде остается высокой на ранних репродуктивных фазах, часто на уровне от 7,6 до 8,9 мм в день вплоть до стадии восковой спелости (Таблица 1). В это время происходит рост зерен кукурузы и накопление в них сухого вещества.

На студенисто-жидкой фазе начинается замедление роста корневой системы, и до конца вегетационного периода глубина корневой системы остается практически постоянной — от 1,37 до 1,52 м. На этой фазе поступление почвенной влаги в растение достигает максимальной величины. В это время нижние листья растений вянут, но это практически не влияет на объем использования воды культурой или урожайность. Норма полива должна соответствовать объему потребления воды кукурузой минус количество осадков с учетом возможного выпадения осадков в будущем.

В фазе тестообразной спелости потребление воды растением кукурузы начинает снижаться в связи со снижением потенциальной испаряемости (более короткие дни, прохладная температура и уменьшение солнечной радиации), уменьшением площади поверхности листьев и, соответственно, транспирации, а также в связи с изменением физиологии растений по мере созревания зерен. По достижении полной восковой спелости потребление воды снижается с 7,6 мм в день до 5,08 мм в день (Таблица 1). Также в этот период продолжают увядать нижние листья. Предполагается, что глубина корневой системы в условиях полного орошения остается постоянной — приблизительно 1,37 м.

В связи со снижением потребности культуры в воде, возможно снижение уровня почвенной влаги к концу фазы восковой спелости на 50%, что не повлияет на урожайность зерна. Тем не менее, до полного созревания кукурузе необходимо определенное количество воды, поэтому следует наблюдать за уровнем водопотребления растениями кукурузы и за уровнем почвенной влаги. По мере приближения к фазе полного созревания возможно снижение содержания воды в почвенном профиле, однако, это не влияет на урожайность.

Определение момента прекращения полива является важным экономическим решением. Отмена одного цикла при системе кругового полива или однократной подачи воды при поливе по бороздам снижает стоимость производства кукурузы, связанную с подачей воды для орошения.

Управление процессом орошения

При управлении процессом орошения определяется время орошения и норма полива. Решение принимается в соответствии с имеющимися водными ресурсами, водоудерживающей и поглощающей способностью почвы, а также потребностью кукурузы в воде. Орошение в оптимальные сроки обеспечивает достаточное количество воды, предотвращая водный стресс у растений, и позволяет использовать дождевую воду и влагу в почве. Поэтому для обеспечения высокой урожайности график орошения должен учитывать все источники воды, которые могут использоваться растениями.

источник

Кукуруза на капельном поливе – технология “не для всех”

Украинские аграрии, неизбалованные государственной поддержкой и закаленные конкуренцией, всегда живо реагировали на новые идеи и новые технологии. И когда в 2012-м впервые в стране было апробировано капельное орошение на кукурузе, это заинтересовало многих и систему тут же начали испытывать и на других зерновых и технических культурах. Конечно, первые шаги не обошлись без ошибок, но большинство первопроходцев добились впечатляющих результатов – резкого роста урожайности. Первые два-три года площади под капельным поливом росли, но потом процесс приостановился. И тому есть серьезные причины, как экономического, так и организационного характера.

В условиях рыночной экономики для каждого хозяйства основным фактором, определяющим решение, будет экономическая сторона вопроса – прежде всего, окупаемость вложений и себестоимость получаемого урожая. Конечно же, анализ экономической эффективности применения таких технологий на каждой из перечисленных культур требует отдельного развернутого анализа. Я же, чтобы вписаться в рамки журнальной статьи, для начала ограничусь одной из самых распространенных и в нашей стране и в мире технических культур – кукурузе.

Итак, насколько эффективно выращивание кукурузы на капельном орошении в нашей стране? Пару лет назад мы делали первые попытки такого анализа, но с тех пор многое изменилось. Существенно подешевело само капельное орошение (еще одна польза от падения цен на нефть). Но в то же время появились принципиально новые технологические решения, позволяющие радикально снизить затраты.

И потому – обновленная версия нашего анализа.

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ КАПЕЛЬНОГО ПОЛИВА НА КУКУРУЗЕ НА ЗЕРНО

Как будем считать? Все мы хорошо знаем, что истина познается в сравнении, и потому, анализируя экономические показатели капельной технологии, будем сравнивать. Вот только вначале нужно определиться – с чем сравнивать? Обычно в качестве «контроля» берут традиционную технологию выращивания культуры. Но что касается кукурузы, таких «традиционных» технологий существует две: выращивание на богаре (без полива) и на поливе дождеванием. Начнем с богарного выращивания.

Читайте также:  Установка гбо на баргузина

Все регионы выращивания кукурузы в Украине можно условно разделить на три зоны:

– зона стабильно достаточных для культуры осадков (Хмельницкая, Закарпатская, Львовская, Тернопольская области), где ограничивающим урожайность фактором является скорее тепло и количество фотосинтетически активной радиации, а дождей, как правило, ежегодно хватает на получение урожая 100–110 ц/га (даже в засушливом 2012 году в данной зоне урожайность кукурузы была на таком уровне);

– зона нестабильно достаточных для культуры осадков (Днепропетровская, Кировоградская, Черкасская области), где именно осадки являются главным ограничивающим фактором, и урожайность в этих регионах строго коррелирует с количеством осадков в сезон (в засушливом 2012 году она колебалась от 40 до 50 ц/га, а в обильном на осадки 2013 году хозяйства высокого уровня технологий получили 90–110 ц/га);

– зона стабильно недостаточных для культуры осадков (Крым, Херсонская, часть Николаевской, Запорожской и Одесской областей). Здесь, как правило, осадков не хватает даже для того, чтобы кукуруза вообще сформировала хоть какой-то урожай, потому ее выращивают исключительно на поливе.

На капельном орошении кукуруза впечатляет не только высоким урожаем, но и гигантскими размерами растений

Так вот, в зоне стабильно достаточных осадков ни капельное, ни какое-либо иное орошение не стоит даже рассматривать. С одной стороны, потому, что влаги практически каждый год хватает для формирования высокого урожая, с другой стороны – недостаток света и тепла не позволят реализовать тот потенциал урожайности, который раскрывают гибриды интенсивного типа на капельном орошении.

В зоне стабильно недостаточных осадков определиться «поливать – не поливать» тоже несложно. На легких почвах в засушливом климате юга без орошения кукуруза никакого приемлемого урожая сформировать не может (в большинство лет растения высыхают полностью еще до выметывания метелки). Так что выращивают ее здесь исключительно на орошении.

Сложнее всего принимать решение о целесообразности полива в зоне нестабильно достаточных для культуры осадков. Ведь в благоприятные годы здесь получают урожайность до 110 ц/га «в зачете», без каких-либо затрат на полив (а затраты эти составляют весьма существенную часть в структуре себестоимости).

Проблема только в том, что в такие благоприятные годы высокий урожай получают почти все производители, и цены на зерно резко падают. Очень характерным примером стали два контрастных по осадкам года: 2012 год – на богаре очень низкая урожайность, зато очень высокие цены, 2013 год – высокая урожайность, но очень низкая цена (табл. 1).

И если низкие цены 2013 года так или иначе являлись общей проблемой всех производителей, то в засушливые годы те, кто выращивает кукурузу на орошении, благодаря высоким ценам с лихвой компенсируют все свои вложения в системы полива. А те, кто в такие годы с трудом «дотягивает» до 45 ц/га, получают сразу «пакет» проблем: неудовлетворительную рентабельность, низкое качество зерна, срыв контрактов. И потому первыми о переходе на выращивание на орошении задумываются хозяйства с интенсивной технологией (современные высокопродуктивные гибриды, мощная высокопроизводительная техника, серьезный подход к вопросам защиты и минерального питания).

Особенно это касается агрохолдингов, в структуру которых входят заводы по переработке зерна (поскольку неполная загрузка мощностей в неурожайные годы болезненно сказывается на экономике перерабатывающих предприятий), а также крупных производителей, работающих по форвардным контрактам. В таких случаях важно не только сопоставлять среднюю рентабельность орошаемого и богарного выращивания за несколько лет, но и оценивать возможные убытки от штрафных санкций за недопоставку по контрактам в засушливые годы.

Таким образом, сравнивать экономическую эффективность выращивания на богаре и на орошении в деталях мы не будем. Вместо этого лучше коротко перечислим условия, при которых переход на орошаемое возделывание кукурузы для хозяйства нецелесообразен:

  1. Выращивание в зоне стабильно достаточных осадков;
  2. Отсутствие водных источников с приемлемым дебетом и качеством воды. На эту тему мне уже доводилось немало писать в самых разных изданиях и на страницах своего блога в Интернете, повторяться не буду. Здесь только напомню, что кукуруза очень чувствительна к концентрации солей, и жесткая, соленая вода может стать причиной очень существенного недобора урожая;
  3. Экстенсивная технология выращивания культуры в целом по хозяйству. Если по каким-то причинам в хозяйстве не отработана система борьбы с сорняками и вредителями, не налажен качественный и своевременный посев, обработка почвы и т. д., то не стоит спешить со строительством системы орошения. Разумнее вначале «подтянуть» технологию и организацию производства более простыми и дешевыми методами. Ибо орошение (даже капельное) – не панацея, более того, ошибки и нарушения технологии на капельном поливе нередко приводят к более ощутимым потерям и убыткам, нежели при выращивании «сортов-середнячков» на богаре.

Так вот, если у вас в хозяйстве неизбежно присутствует хотя бы одно из перечисленных выше условий, то вам категорически не нужно ни капельное орошение, ни орошение вообще.

Гораздо важнее и интереснее сравнить и сопоставить между собой возделывание на дождевании и капельном орошении. Для начала отметим тот факт, что не всегда такой выбор вообще есть. И хотя каждый случай необходимо анализировать детально, исходя из многолетнего опыта работы (и расчетов), могу заключить, что полив дождеванием вряд ли будет разумным решением в следующих случаях:

  • на полях со сложным рельефом (стекая со склонов в лощины, вода неравномерно распределяется по полю, и мы теряем урожай как в зонах пересыхания, так и в зонах переувлажнения);
  • на участках сложной геометрии (даже фронтальные дождевальные агрегаты не решают проблему поля ломаной конфигурации, все они рассчитаны на прямоугольные участки);
  • на солонцеватых почвах (не путать с засоленными), где вода слишком медленно впитывается и полив дождеванием приводит к образованию луж и дефициту воздуха в корнеобитаемой зоне;
  • на тяжелых глинах (по тем же причинам, что и на солонцах), а также на песках, где для поддержания оптимальной влажности в почве поливать приходится, как минимум, ежедневно;
  • на полях, значительно удаленных от источников воды. Этот фактор также очень важен, ибо чем дальше от них, тем дороже перекачка, тем больше потери давления, а рабочее давление на дождевании в несколько раз выше, чем для капельного орошения. Так, например, компенсированные капельницы работают безупречно даже при давлении 0,2 атм., в то время как дождевальный агрегат требует от 3 до 7 атм. Для оросительных систем юга Украины в зависимости от удаленности поля от магистрального канала и количества перекачивающих насосных станций стоимость воды для хозяйства может различаться в два-три раза.

Для всех перечисленных случаев единственно верным решением проблемы орошения является только капельный полив.

Укладчики для систем подземного капельного полива наши мастера научились делать сами (импортные покупать по нынешнему курсу многим просто не по карману) Укладка подземного капельного полива – один раз на 20 лет

Для всех прочих случаев – выбор системы полива должен зависеть исключительно только от экономической эффективности. А значит, до принятия такого решения необходимо сделать сравнительный расчет экономики выращивания культуры на капельном орошении и дождевании.

Прежде чем сопоставлять цифры по затратам, нужно немножко больше разобраться в том, какими бывают системы дождевания и капельного полива.

Капельное орошение бывает разное. И речь не о брендах производителей капельных трубок, а о вещах более значимых и важных. На сегодняшний день выделяют три принципиально отличающиеся системы:

  1. На трубке однолетнего использования с неглубокой укладкой в почву (1–3 см). Обычно толщина стенки трубки – 6 mils (1 mil = 1/1000 дюйма, или 0,0254 мм);
  2. На трубке многолетнего использования с неглубокой укладкой и ежегодным монтажом/демонтажом. Обычно толщина стенки оставляет 15–16 mils;
  3. На многолетней трубке с глубокой подпочвенной укладкой (на 20–35 см). Толщина стенки трубки – 16–35 mils, срок эксплуатации соответственно 15–25 лет, система монтируется однократно на весь период использования. Именно на таких системах обычно применяется полная автоматизация полива, включая и программирование режима орошения и питания.

У всех этих систем разные стоимость и срок эксплуатации. Но, по ряду причин, большинство сельхозпроизводителей пока не определились окончательно с выбором одного из этих вариантов, а значит, стоит сделать сравнительные расчеты для всех трех вариантов.

В таблице 2 приведен детальный расчет амортизации систем капельного полива. Для сравнительного расчета мы взяли поле ровной поверхности без уклонов площадью 200 га непосредственно на берегу водохранилища с источником электроэнергии у границы землеотвода. Цены на материально-технические ресурсы и оплату труда взяты в среднем по югу Украины в 2016 году. Ширина междурядий кукурузы в расчетах – 70 см. Все показатели рассчитаны в среднем на 1 га. Эксплуатационные расходы включают в себя монтаж/демонтаж системы (в пересчете на год эксплуатации), расходы по ежегодному ремонту и заработную плату операторов (с начислениями). Все варианты включают в себя фильтры автоматической промывки, но только в последнем варианте предусмотрена полная автоматика (в том числе и программирование включений полива и питания). Выплату банковского процента на кредиты мы (в отличие от нашего материала двухлетней давности) указывать не стали. Недоступность банковских кредитов для аграриев делает бессмысленным учет этого показателя. Большинство аграриев сейчас делают эти инвестиции за свои заработанные деньги, а тот, кто пойдет на реализацию этой технологии за счет привлеченных со стороны средств, без труда сам добавит к расчетам стоимость денег.

Читайте также:  Установка twrp lenovo vibe z2 pro

В колонке «Стоимость системы орошения» указаны отдельно стоимость самой капельной трубки (второе число суммы) и стоимость прочих элементов системы, таких как трубопроводы, фильтростанции и т. д. (первое число суммы). Средний срок эксплуатации трубопроводов, фильтростанций и запорной арматуры в первых двух случаях принят равным 6 годам, в третьем и четвертом случаях (многолетняя трубка) гарантийный срок эксплуатации систем составляет 10 и 20 лет.

Как видно из этой таблицы, наиболее экономически выгодной является система на многолетней трубке с глубокой подпочвенной укладкой. Особенно выгодны системы 20-летнего срока эксплуатации с полной автоматикой (тут уже выгоды не только экономические, но и организационные, ибо для обслуживания таких систем нужно очень мало работников – один человек справляется с поливом поля 400–600 га). Но высокая стоимость первоначальных инвестиций нередко становится препятствием для тех, у кого кредитные ресурсы дороги. Поэтому все это нужно считать в деталях применительно к каждому хозяйству.

Дождевание тоже бывает разное. В ряде южных регионов еще с советских времен сохранилось немалое количество «Фрегатов», «Днепров» и «Кубаней». За многие десятилетия использования эти машины фактически полностью амортизированы, все затраты на орошение в этом случае сводятся к оплате труда операторов полива, ежегодному ремонту, оплате воды и электроэнергии. Без особых детальных расчетов можно понять, что на таких полях нет экономического резона переходить на систему капельного полива до тех пор, пока эти поливные машины не износятся окончательно.

Рытье траншей для магистральных трубопроводов

Иное дело, когда систему полива только предстоит приобретать. Сегодня вряд ли кто всерьез будет рассматривать покупку морально устаревших «Фрегатов» и их аналогов. При всем моем патриотизме, эти машины принципиально не подходят для интенсивного выращивания кукурузы (в том числе и потому, что из-за низкого расположения труб полив приходится прекращать значительно раньше, чем это позволяет агротехника культуры).

Дождевание сегодня – это техника «Bauer», «Valley», «Reinke» и прочие изящные, надежные, но очень недешевые машины. Вот с таким дождеванием и стоит сравнивать капельное орошение по экономическим показателям.

И наконец – расчеты. Таблица 3 отображает сравнительный расчет экономики выращивания на капельном орошении (все три варианта систем) и дождевании с приобретением современной поливной машины.

Выводы достаточно очевидны. Я же только хочу пояснить некоторые статьи затрат. Переход на капельное орошение вовсе не означает увеличение затрат по всем категориям. Некоторые затраты растут (кое-что из специальной техники нужно приобрести, например, укладчики капельной трубки), некоторые остаются неизменными (по крайней мере, в расчете на тонну урожая), но есть и статьи затрат, которые уменьшаются, несмотря на существенно больший урожай капельного поля. Так, например, уменьшается потребность поля в воде (поскольку вода подается медленно, в зону корней, что почти исключает потери ее на стекание и физическое испарение). Экономия расхода воды в расчете на 1 га в зависимости от региона может составлять 20–30%, а в расчете на 1 т получаемой продукции достигать 50%.

Кроме того, уменьшается расход семян на 1 га, поскольку при капельном поливе (то есть при постоянном поддержании оптимальной влажности почвы) полевая всхожесть практически совпадает с лабораторной. И кроме того, сами растения на капельном орошении имеют больший габитус, высота их 3–3,5 м, они покрыты широкими мощными листьями, и густота стояния в 75–79 тыс. стеблей к уборке абсолютно достаточна для формирования урожая зерна в 160–180 ц/га.

Для масштабных проектов (для хозяйств, ежегодно возделывающих 10–15 тыс. га кукурузы) сокращается потребность в дорогой технике. Мне много приходилось общаться с руководителями таких хозяйств, и, в большинстве своем, ежегодно засевая такие площади, они категорично склоняются к проведению посева за 5–7 дней. Ибо слишком ранний посев чреват повреждением растений низкими температурами (кукуруза не только гибнет от заморозков, но и многие гибриды очень чувствительны к низким положительным температурам в критические фазы развития). А стоит немного задержаться с посевом – и потеряешь почвенную влагу, каждая капля которой так важна для формирования будущего урожая. И потому крупные хозяйства имеют, как правило, по три-четыре мощных широкозахватных сеялки стоимостью 200–250 тыс. дол. каждая.

Разноуровневая укладка магистральных труб и поливных трубок позволит обеспечить проведение как основной, так и междурядной обработки посевов кукурузы без повреждений поливных систем

Иное дело – капельное орошение. Тут мы можем никуда особо не торопиться. И проведение посева в течение двух и даже трех недель (при грамотном подборе гибридов по срокам высева) фактически никак не отразится ни на дружности всходов, ни на урожайности. Потому что влагой мы наши растения обеспечим в нужном количестве и в нужное время. (Если, конечно, не будем всерьез воспринимать разговоры о том, что «капельные трубки на кукурузе надо укладывать после 4–6 листа». Многие доверчивые аграрии даже в 2013-м, благоприятном на осадки году очень остро ощутили на себе необоснованность таких «рекомендаций»). А удлинение периода посева иногда позволяет иметь на одну сеялку меньше.

Очень любопытная математика получается с минеральными удобрениями. Безусловно, потребность растений в элементах питания пропорциональна планируемому урожаю. К тому же на капельном орошении, где почти все питание идет с поливной водой, используются полностью растворимые удобрения, которые стоят дороже, чем традиционные «нитрофоски». Однако и расчеты планов применения удобрений под различные поля, и практика минерального питания на капельном орошении свидетельствуют о том, что общая сумма затрат по этой статье расходов на гектар капельного орошения почти не отличается от дождевания или интенсивного выращивания на богаре. Этому есть не только практическое подтверждение, но и логическое объяснение – гораздо более высокая усвояемость элементов питания (как из почвы, так и из удобрений) при фертигации.

Во-первых, потому, что усвояющая корневая система сосредоточена возле капельниц (источника воды), и именно в это место подаются удобрения. Во-вторых, удобрения даются дробно, малыми порциями, в соответствии с динамикой потребления их растениями (что практически исключает их потери). И в третьих, постоянное поддержание оптимальной влажности в корнеобитаемой зоне само по себе является важнейшим фактором повышения усвоения элементов питания. Как пересыхание почвы, так и ее переувлажнение всегда ведет к проблемам с усвоением элементов питания, а значит, и к недобору урожая.

Но вернемся к экономике… Таблица 3 позволяет наглядно оценить преимущество выращивания кукурузы на капельном орошении даже на относительно скромных (для этой технологии) показателях урожайности. Но еще раз хочу подчеркнуть, вся эта математика очень индивидуальна. Выше перечислено немало примеров, когда капельное орошение противопоказано по экономическим соображениям, и наоборот – когда оно является безальтернативным решением. Каждый руководитель аграрного проекта должен иметь на столе максимально детальные расчеты, чтобы не ошибиться в принятии столь серьезного решения.

Но будущее, безусловно, за этими технологиями. Судя по многочисленным прогнозам климатологов, впереди у нас годы с далеко не самыми обильными осадками. Вода дорожает с каждым годом и будет дорожать впредь. Конкуренция в производстве зерна и технических культур обостряется. Все это заставит каждого из нас бороться за реализацию максимального потенциала урожайности культур.

Капельное орошение – один из мощнейших инструментов в такой борьбе. Не каждому хозяйству оно подходит, не каждый агроном сегодня готов к столь глубокой перестройке технологий выращивания. Но каждый должен уже сегодня тщательно продумать и просчитать, насколько это решение будет верным для его хозяйства. Надеюсь, что наши данные хоть немного помогут вам в этих расчетах.

Вадим Дудка, компания «АгроАнализ»

источник