Орошение и дренаж

Орошение подает воду в почву там, где недостаточно осадков, в то время как дренаж удаляет избыточную воду; вместе они управляют водным балансом почвы для поддержания урожая и защиты почвенных ресурсов.

Definition

Орошение — это искусственное внесение воды в почву для удовлетворения потребностей сельскохозяйственных культур в воде; дренаж — это удаление избыточной поверхностной или подповерхностной воды; оба метода управляют водным балансом почвы для поддержания содержания воды в диапазоне, благоприятном для роста растений.

Scope

Эта тема охватывает методы применения оросительной воды и планирования ее сроков и объемов, удаление избыточной воды поверхностным и подповерхностным дренажем, водный баланс почвы и потребности сельскохозяйственных культур в воде, а также управление засолением и переувлажнением, которые могут быть вызваны неправильным управлением водными ресурсами. Она применяет физику почв к практическому управлению почвенной влагой.

Core questions

• Как количество и сроки орошения соотносятся с потребностями сельскохозяйственных культур в воде?
• Какие методы доставляют оросительную воду и насколько они эффективны?
• Почему и как избыточная вода удаляется дренажем?
• Как орошение и дренаж взаимодействуют для контроля засоления и переувлажнения?

Key concepts

• Водный баланс почвы
• Потребность сельскохозяйственных культур в воде и эвапотранспирация
• Методы и эффективность орошения
• Планирование орошения
• Поверхностный и подповерхностный дренаж
• Требования к выщелачиванию и контроль засоления

Key theories

Водный баланс почвы и планирование орошения

Орошение планируется путем отслеживания водного баланса почвы (поступления и потери) и восполнения доступной для растений воды до наступления стресса у растений, используя полевую влагоемкость, точку завядания и потребность сельскохозяйственных культур в воде в качестве контролирующих ориентиров.

Требования к выщелачиванию и контроль засоления

Поскольку оросительная вода содержит растворенные соли, часть подаваемой воды должна просачиваться через профиль для вымывания солей ниже корневой зоны, поэтому адекватный дренаж необходим для предотвращения засоления, которое привело к деградации многих орошаемых земель.

Mechanisms

Орошение восполняет доступную для растений воду, истощенную эвапотранспирацией, при этом количество и сроки определяются водным балансом почвы и ее емкостью хранения между полевой влагоемкостью и точкой завядания. Поверхностные, дождевальные и капельные методы различаются по равномерности и эффективности увлажнения почвы. Дренаж удаляет воду, которая в противном случае насытила бы профиль, восстанавливая аэрацию и понижая уровень грунтовых вод; поскольку орошение добавляет соли, для вымывания солей ниже корневой зоны и предотвращения засоления и переувлажнения необходимы запланированная фракция выщелачивания и функционирующий дренаж.

Clinical relevance

Надлежащее орошение и дренаж поддерживают продуктивность как в засушливых, так и во влажных регионах, эффективно используют дефицитную воду и предотвращают двойную деградацию в виде переувлажнения и засоления, которые нанесли ущерб большим площадям орошаемых земель по всему миру; они играют центральную роль в производстве продуктов питания и в сохранении воды и почвы.

History

Орошение является одной из старейших сельскохозяйственных технологий, но его научное управление развивалось в 20 веке наряду с физикой почв, с количественным рассмотрением водного баланса почвы, потребностей сельскохозяйственных культур в воде и выщелачивания, необходимого для контроля засоления, последнее было кодифицировано в середине века в работах по засоленным и щелочным почвам.

Key figures

• Daniel Hillel
• Nyle C. Brady
• Ray R. Weil

Seminal works

• hillel1998
• usslab1954
• brady2016

Frequently asked questions

Почему орошение может привести к засолению почв?

Вся оросительная вода содержит некоторое количество растворенных солей, и по мере испарения воды или ее поглощения растениями соли остаются и накапливаются; без достаточного дренажа и целенаправленного выщелачивания для вымывания солей ниже корневой зоны они накапливаются и могут привести к деградации почвы.

Почему некоторым почвам необходим дренаж?

Когда избыточная вода от осадков, орошения или высокого уровня грунтовых вод заполняет почвенные поры, она вытесняет воздух и лишает корни кислорода; дренаж удаляет эту избыточную воду, восстанавливая аэрацию и обеспечивая нормальный рост корней и микробную активность.