Отримання високих гарантованих врожаїв сільськогосподарських культур можливо при великому водоспоживання сільськогосподарських культур.
Водоспоживання (Е) (евапотранспіраціі, сумарне випаровування) - кількість води, що використовується сільськогосподарською культурою для отримання запланованого врожаю.
Водоспоживання поля, зайнятого сільськогосподарською культурою, витрачається на транспірацію (Ет) і випаровування грунту (Еп)
На випаровування з поверхні грунту діють тільки фактори зовнішнього середовища, а транспірація обумовлюється взаємним впливом зовнішніх і внутрішніх факторів рослин. Визначити частки транспірації Ет і випаровування грунту Еп в водоспоживання складно, тому їх зазвичай визначають як єдине ціле.
Водоспоживання знаходиться в прямій залежності від кліматичних, гідрогеологічних та господарських умов, біологічних особливостей культури, її врожайності, способу гідромеліорації та відіграє важливу роль у формуванні водного балансу поля, будучи основною витратною статтею балансу.
Існують наступні методи визначення водоспоживання:
· Методи безпосередніх польових вимірювань;
Метод водного балансу (МВБ) заснований на рівнянні водного балансу поля. Він дає досить надійні дані і застосовується в разі глибокого (5-10 м) залягання рівня грунтових вод. Тоді влагообменом між грунтовими і грунтовими водами можна знехтувати. Цим методом можна обчислювати декадних і місячне водоспоживання рослин для однорідних грунтів з похибкою 10-12%, а для неоднорідних близько 15%. Недолік цього методу - в його трудомісткості і не оперативності. Він дає лише осредненную величину водоспоживання, що не виявляючи його залежності від інших факторів.
Різновиди МВБ - методи випарників і лізіметров. Метод випарників базується на використанні циліндричних судин висотою 1-1,5 м і площею поперечного перерізу 500. 3000 см 2 з водонепроникними дном і стінками; призначений для визначення водоспоживання з розрахункового шару грунту. У судини поміщають грунтові моноліти. Випарники застосовують на зрошуваних масивах з глибоким (5-10 м) заляганням грунтових вод, так як в цьому випадку виключається вертикальний влагообмен в грунті.
Метод лізіметров на відміну від методу випарників враховує вертикальний влагообмен в моноліті. Лізіметр являє собою судину круглого або прямокутного перерізу висотою 1-2,5 м і площею поперечного перерізу від 100 см 2 - для зернових культур, до 10000 см 2 - для бавовнику.
У лізіметрах автоматично підтримується розрахункова глибина грунтових вод.
Недолік методу водного балансу полягає в тому, що він не виявляє залежності Е від теплоенергетичних, метеорологічних та інших факторів життя рослин. Цих недоліків дозволяє уникнути метод теплового балансу (МТБ).
Метод теплового балансу заснований на використанні рівнянь теплового балансу поверхні землі з урахуванням тепло- і водообміну в приземному шарі повітря. Він дозволяє отримувати величини за короткі відрізки часу і в поєднанні з методом водного балансу зручний для вивчення водоспоживання.
Радіаційний баланс R безпосередньо вимірюють в польових умовах на актинометричних станціях або теплобалансових установках за допомогою балансомір. При розрахунку використовують дані про температуру ґрунту, яку періодично вимірюють на різних глибинах. Турбулентний потік тепла Р знаходять з урахуванням різниці температур, вологості повітря і швидкості вітру на поверхні грунту і на висоті 2м.
МТБ в даний час прийнятий за еталонний при вимірюванні водоспоживання сільськогосподарських культур.
Емпіричні методи засновані на встановленні кореляційних залежностей між випаровуванням і одним або групою метеорологічних показників.
Вперше формулу для визначення водоспоживання запропонував А. Н. Кістяків
де К - коефіцієнт водоспоживання, м 3 / т;
У - планована врожайність, т / га.
Про споживання і ефективності використання води рослинами судять за коефіцієнтом водоспоживання.
Коефіцієнтом водоспоживання називають кількість води, м 3. витрачається на випаровування з поверхні грунту і транспірацію для освіти 1 т товарної продукції (зерна, бавовни-сирцю, плодів, фруктів, бульб картоплі, сіна). Цей коефіцієнт визначається з рівняння:
Величина коефіцієнта водоспоживання однієї і тієї ж культури коливається в великих межах; мінімальне значення виходить при сприятливому поєднанні всіх факторів життя рослин, при порушенні цього поєднання він збільшується. У виробничих умовах, чим вище родючість грунту та агротехніка обробітку культури в господарстві, тим вище урожай, тим нижче ці коефіцієнти, і навпаки. Отримати його достовірні значення для всіх районів практично дуже важко. Через відсутність відповідних коефіцієнтів цим методом можна визначити величину водоспоживання в посушливі роки, а також в окремі періоди (фази) розвитку рослин.
Тому в останні роки широке поширення отримав биоклиматический метод А.М. і С.М. Алпатьєва:
У таблиці 4.2 наведені розрахункові формули, що мають такі позначення:
Табліца.4.2 - Розрахункові методи визначення водоспоживання (Е)
B - тепло, що йде на нагрівання грунту;
Р '- турбулентний потік;
У - планована врожайність сільськогосподарських культур;
М - зрошувальна норма;
Wп - кількість води, що використовується рослиною з грунту;
Wгр - підживлення грунтовими водами;
Р - опади за розрахунковий період;
Σt - сума середньодобових температур;
Σd - сума середньодобових дефіцитів вологості повітря;
f - середньодобова відносна вологість повітря;
КБ - биоклиматический коефіцієнт;
Кв - коефіцієнт водоспоживання.
Жоден з розглянутих вище методів не може вважатися універсальним. Кожен з них придатний лише для конкретних природо-господарських умов, для яких отримані емпіричні коефіцієнти, що входять в ці залежності або самі залежності.
Багаторічні дослідження кафедри меліорації ВДАУ (А.Ю. Черемисинов, І.П. Землянухин, С.П. Бурлакін, Н.А. Черемисинова) .показалі, що для умов ЦЧР найбільш застосуємо биоклиматический метод.