26-09-2020

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 выпускают десятки тысяч производителей по всему миру, и конкурентами украинскому или российскому аграрию нередко становятся не соседи, а фермеры США, Китая, Израиля…

Все это и привело к тому, что вскоре после перехода к рыночной экономике и открытия 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 (рис. 1) приведены данные ФАО по урожайности кукурузы на Украине за последние 10 лет. Она 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 дают немало к тому возможностей. Современные влагосберегающие технологии обработки почвы (включая и технологию No-till), 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 установками «Фрегат», «Днепр», а впоследствии – «Кубань» и «Бауэр». Но, как оказалось, большого будущего у этой технологии нет. Во-первых, потому, что для полива дождеванием требуется ровное поле, но 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 вода. И 4 - 5 тыс. м3 на 1 га, которые выливаются за сезон на дождевании, нередко сокрушают экономику культуры, тем более что предел урожайности на дождевании не так уж высок – 100 - 120 ц/га, 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. В наступающем сезоне на Украине готовится под посев около 7 тыс. га 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 году большинство «капельников» получили 140 - 180 ц/га «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 (полив) – переувлажнение; среда – оптимальная влажность; четверг – чуть ниже оптимума; пятница – сухо; суббота – очень сухо; воскресенье (полив) – переувлажнение. 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 – капельное орошение, оно по сути своей вообще не является инструментом 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 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 делают еще на этапе планирования проекта, и первая из них – при выборе капельной трубки. Трубка бывает разная. Она отличается и конструкцией капельниц, и густотой их расположения, и водовыливом, но с точки зрения ее стоимости наибольшее значение имеет различие в толщине стенок. Основной ассортимент капельных трубок варьирует от 5 до 32 милс (неметрическая единица измерения, 1 мил = 25 микрон). Трубка 5 - 8 милс используется как однолетняя, а более толстостенная – как многолетняя. Так вот, закладывая «пилотный проект», хозяйство частенько принимает решение «для начала» использовать тонкостенную трубку. Но на кукурузе этого делать категорически нельзя!

Тонкостенная трубка сильно портится в течение всего сезона эксплуатации. Ее повреждают проволочники, хрущи, жужелицы, птицы, острые камешки в почве и даже семена некоторых сорняков – дурнишника обыкновенного и игольчатого, ценхруса якорцевого. Овощеводы кое-как мирятся с этой 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 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» (см. фото) очередных повреждений капельной трубки 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. Следовательно, неувиденные нами порывы и повреждения трубки приведут к тому, что на поле не будет ни равномерного полива, ни равномерного питания.

И проблемы на этом не закончатся – настанет 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. При толщине стенки от 16 милс (400 микрон) и более почвенные вредители уже не опасны для трубки (а для того, чтобы они были не опасны и для наших растений, мы можем уничтожать их, подавая раствор инсектицида 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 (на Украине уже немало цехов, производящих устройства для смотки капельной трубки многолетнего использования) и столь же механизировано уложить на следующий год. В отличие от тонкой, такая трубка 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 гривны (10 гр. = 37,19 руб. на 12.02.2013  прим. ред.), а метр однолетней тонкостенной – 0,42 гривны. Цена отличается в два с небольшим раза, а срок использования – в шесть раз!

Именно так мы и поступаем на наших проектах. 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, так как там используются специальные капельницы с трефлановой пропиткой во избежание прорастания корней внутрь трубки и более сложная и дорогая система разводящих трубопроводов. Кроме того, для установки таких систем надо иметь гарантию многолетних прав на использование 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 укладывать ее тоже нельзя. Поскольку сильный ветер либо сильный ливень могут сместить ее или даже полностью снести с поля. Кроме того, трубка на поверхности поля сильно повреждается птицами (рассматривающими капельницы как поилки), да и тепловые деформации у черного полиэтилена слишком велики, что приводит к неравномерному увлажнению растений после изгибания трубки. Итак, укладываем трубку 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 трубки. Идеальным решением для всех культур (кроме картофеля) является укладка одновременно с посевом. Только в случае крепления укладчиков непосредственно на сеялке мы можем обеспечить идеальное расположение трубки по центру междурядий (для кукурузы практикуется укладка одной 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 фазе двух - четырех 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.

Кукуруза «на капле»

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 для тех, у кого площадь выращивания не столь велика, чтобы тратиться на приобретение цифровой метеостанции, тоже есть доступное решение. Для начала нужно приобрести недорогие приборы учета температуры, влажности воздуха, освещенности и скорости ветра (весь комплект обойдется не дороже 1000 гривен) и поручить охраннику или поливальщику периодически записывать эти данные. И каждый раз, принимая решение о поливе, нужно просто рассчитать суммарное испарение для своей культуры с учетом фазы ее развития. 

Для упрощения этих расчетов уже сегодня разработаны удобные программы, которые можно установить не только на компьютер, но и на обычный мобильный телефон. Пусть это будет не столь точно, как использование специализированного оборудования, но такой расчет несравнимо лучше и надежнее, чем назначать поливную норму «с потолка». Ибо ошибки такого рода влекут за собой серьезнейшие последствия.

И одно из них – нарушение 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 м3 на 1 га ежедневно) в этом случае приводит к повышению влажности воздуха над нашим полем.

И как это ни парадоксально, средняя влажность воздуха на правильно поливаемом капельном поле будет выше, чем на дождевании. Хотите в этом убедиться? Мы – 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 ч 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 (примерно 12 мм). 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, создает возможность более интенсивного протекания 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.

Вадим ДУДКА,
 генеральный директор компании «АгроАнализ», г. Каховка, Украина

Контактная информация

Вадим Владимирович ДУДКА