Говард Нейблінг та Джон Дж. Гальян, Кооперативна система поширення програм Університету Айдахо (США)
Правильний час зрошування та внесення відповідної кількості води може значно збільшити врожайність та максимально знизити ураження хворобами, використання добрив та води. Сильна нестача вологи для культур внаслідок недостатнього зрошення може знизити врожайність. Надмірне зрошення також може знизити врожайність культур і створити більш сприятливі умови для розвитку хвороб.
НАСЛІДКИ НЕДОСТАТНЬОГО ЗРОШЕННЯ
Цукрові буряки мають глибоку кореневу систему, яка може ефективно витягувати воду з глибини до 90-105 см (якщо у цьому горизонті немає шарів, що обмежують доступ вологи). Тому наслідки короткотермінової посухи можуть бути мінімальними, якщо хоч на якійсь глибині, куди дістає коренева система культури, є достатня кількість води. У періоди високого споживання води буряк може в’янути, тому що вода не може надходити до культури з достатньою швидкістю, навіть якщо в ґрунті вологи достатньо. Якщо це справді так, то увечері та вночі рослини відновляться. Якщо ж наступного ранку рослини залишаються зів’ялими, це явна ознака того, що необхідний полив.
Тензіометри або датчики з гранулярною матрицею Watermark є прикладом інструментів, які можна використовувати для моніторингу стану води в ґрунті та планування зрошення. Обидва прилади вимірюють кількість роботи, яка необхідна для видобутку води з ґрунту. Покази приладів – це додатні числа, які вказують на матричний потенціал ґрунту в сантибарах (сбар), який традиційно виражається як від’ємне значення. Значення, близьке до нуля, вказує на насичення вологою, коли нормальна вологоємність ґрунту становить близько -10 сбар (покази приладу «10») для піщаних ґрунтів і -30 сбар для пилуватих суглинистих і важких ґрунтів. Оптимальна вологість ґрунту для росту цукрових буряків становить від -40 до -60 сбар. Одразу після зрошення показники становитимуть приблизно 0 і зростатимуть у міру висихання ґрунту. Щоб уникнути стресу для культури внаслідок дефіциту води, буряк слід зрошувати, коли вологість ґрунту на глибині 30-45 см (в активній кореневій зоні) наближається до приблизно -40 сбар на піщаному ґрунті та від -60 до -80 сбар на пилуватому суглинистому або подібному ґрунті. За цих значень приблизно 50% доступної ґрунтової вологи вже вичерпано, а ще 50% залишається. Зрошення таким методом дозволяє уникнути стресу від надмірного зволоження, хоча кілька досліджень на півдні Айдахо (США) показали, що буряк може витримувати помірний стрес, демонструючи при цьому лише незначне зниження урожайності.
Дефіцитне зрошення протягом усього сезону
Робота Райта та інших авторів у Кімберлі (США) 1989 року продемонструвала, що врожай буряків залишався сталим при сезонному внесенні води в кількості 810-1060 мм. Максимальне сезонне сумарне випаровування (ЕТ) становило 890 мм. Коли сезонне внесення води було зменшено до 330 мм, врожайність зменшилася приблизно на 30%. Опади протягом вегетаційного періоду становили 120 мм. ЕТ-реакція врожайності за ЕТ у діапазоні 710- 890 мм становила приблизно 1,4 тонни буряків на кожні додаткові 25 мм поливної води.
Регулювання зрошення наприкінці сезону
Роботи Картера, Дженсена та Тревелера в 1977 та 1978 роках показали, що на глибоких пилуватих суглинистих ґрунтах збір сахарози був по суті однаковим для буряків, де зрошення проводилось протягом усього сезону (до початку жовтня), і для буряків, які були під зрошенням до 1 серпня. При тому, що (в другому випадку – прим. ред.) вносилося приблизно на 280 мм менше води, зберегти вихід сахарози вдалося завдяки тому, що на глибині ґрунту 90-110 см при його високій водоутримувальній здатності знаходилось приблизно 200 мм придатної вологи. Ця волога використовувалась для підтримки рослин у дещо стресовий період після 1 серпня.
Необхідно підкреслити, що при останньому поливі 1 серпня урожайність зберігалася лише на глибокому пилуватому суглинистому ґрунті, коли грунт на всю глибину кореневої системи станом на 1 серпня був заповнений до польової водоутримної здатності. Для менш глибоких ґрунтів або ґрунтів із меншою водоутримувальною здатністю поєднання опадів, зрошення та доступних ґрунтових вод в кореневій зоні культури має в сумі становити приблизно 200 мм. Наприклад, якщо ґрунт містить лише 150 мм доступної вологи, після 1 серпня слід додати додаткові 50 мм зрошенням, перш ніж припинити полив.
Цю стратегію зрошення легше використовувати при поверхневому зрошенні або з переносними системами, ніж з системами кругового зрошення або лінійними системами. Через потужність зрошувальної системи ґрунтовий профіль можна наповнювати вологою протягом періоду від кінця липня до початку серпня за допомогою систем поверхневого зрошення, стаціонарних або переносних систем, тоді як за допомогою систем кругового зрошення або лінійних систем було б дуже важко наповнити ґрунтовий профіль, який ще не є майже повним.
Важливість входження в період пікового споживання води з повним профілем із системами кругового зрошення
В одному дослідженні в 1996 році стан вологості ґрунту контролювався за допомогою датчиків гранулярної матриці Watermark на глибині 20, 30 і 60 см на ділянках, зрошуваних круговими системами та системами підземного крапельного зрошення. Через брак води, буряк під системою кругового зрошення увійшов до періоду з піковим споживанням води з лише частково повним ґрунтовим профілем.
Оскільки системи кругового зрошення в цій зоні зазвичай не розробляються для забезпечення пікових потреб у воді, система так і не змогла «наздогнати» споживання і ґрунтовий профіль продовжував висихати, так що до середини серпня датчики на 30 і 60 см мали покази від -150 до -180 сбар (висока нестача води). Протягом цього періоду система утримувала поверхню вологою на глибині до 20 см при показниках -100 сбар або більше (від 0 до -100 сбар). Нестача води для культури була значною, і буряк щодня в’янув. Вимірювання вологості ґрунту показало, що споживання води відбувалось з глибини нижче 60 см, що дозволило бурякам продовжувати рости з відносно серйозним стресом від нестачі води у верхніх шарах грунту.
На прилеглій ділянці підповерхневого крапельного зрошення потужність системи була такою, що воду можна було додавати у кількостях, вищих за пікове споживання, а показники приладу Watermark на всіх глибинах ніколи не були сухішими за -50 сбар. Рослини ніколи не демонстрували жодних ознак в’янення. Під час вимірювання остаточної врожайності буряки, які ніколи не зазнавали стресу від нестачі води, на ділянці підповерхневого крапельного зрошення дали 70 т/га, тоді як буряки, які зазнали водного стресу під центральною поворотною системою, дали 64 т/га. Виходячи із зовнішнього вигляду буряків і рівня нестачі вологи, ми очікували б більшого зниження врожайності в умовах водного стресу.
НАСЛІДКИ НАДМІРНОГО ЗВОЛОЖЕННЯ
Є декілька хвороб цукрових буряків, для розвитку яких потрібна висока вологість ґрунту. Розвиток ризоманії та таких кореневих гнилей, як пітіум та фітофтора, є максимальним при насиченні грунту вологою і зменшується у міру його висихання. Надмірне зволоження ґрунту сприяє ураженню ризоктоніозом та гниллю кореневої шийки. Для цих хвороб ідеальним (по вологості ґрунту) є середовище, яке спостерігається в більшості ґрунтів протягом перших 2-3 днів після зрошення. При надмірному зрошенні ці оптимальні умови зберігаються довше та посилюють ступінь ураження та розмір втрат. Для ризоманії при вологості ґрунту -30 сбар (порівняно вологий грунт – прим. ред) частота захворювання становить приблизно 1/3 від частоти захворювань у грунті із повною вологістю, тоді як при вологості від -60 до -80 сбар (порівняно сухіший грунт – прим. ред), захворюваність становить менше 1/10, ніж за повної вологості. Ці дані свідчать про те, що на ґрунтах, схильних до розвитку хвороб, яким сприяє висока вологість ґрунту, розвиток цих хвороб можна було б уповільнити, утримуючи ґрунт дещо сухішим від оптимальної вологості та розтягуючи час між зрошеннями, наскільки це можливо.
У 1996 році було проведено дослідження зрошення на супіщаному ґрунті, ураженому вірусом ризоманії, поблизу м. Руперт, штат Айдахо (США). Результати свідчать про те, що зрошення, яке передбачало підтримку вологості ґрунту на трохи сухішому за оптимальний рівні, дійсно забезпечило вищі врожаї буряків. Для порівняння - врожайність гібриду, стійкого до ризоманії, була приблизно в 2,3 рази вищою в умовах, коли ґрунт підтримувався в дещо сухішому за оптимальний стані, ніж для того самого гібриду, який надмірно зрошувався (підтримувались оптимальні для розвитку хвороб умови).
За більш звичайних умов врожайність була приблизно на 10% більшою на сухішому за оптимальний ґрунті [ -50 до -70 сбар на піщаному ґрунті] у порівнянні з оптимальною вологістю ґрунту [ -30 до -40 сбар] і приблизно на 15% більшою для вологіших, ніж оптимальні, умови [-20 до -30 сбар]. Варіанти досліду зрошували кожні 2-3 дні достатньою кількістю води для підтримки вологості ґрунту в бажаному діапазоні.
На багатьох полях текстура ґрунту неоднорідна, і на деяких ділянках грунт висихає швидше. Проведення зрошення, коли води потребує лише невеликий відсоток поля, може призвести до надмірного зволоження значної частини поля, сприяючи розвиток хвороб. За можливості використовуйте датчики вологості ґрунту, щоб контролювати більшу частину поля та планувати зрошення відповідно. Цукрові буряки можуть піддаватися помірному стресові від посухи приблизно до -100 сбар, демонструючи при цьому лише незначне зниження врожайності. Щоб звести до мінімуму проблеми з хворобами, для розвитку яких потрібна волога, краще планувати проведення зрошення тоді, коли ґрунт є дещо сухішим.
ПОРАДИ ЩОДО РЕГУЛЮВАННЯ КІЛЬКОСТІ ВОДИ ПРИ ЗРОШЕННІ ЦУКРОВИХ БУРЯКІВ:
1. Якщо вода є в наявності, заповніть ґрунтовий профіль перед посівом, щоб мінімізувати ризик утворення кірки через зрошення відразу після посіву.
2. На ґрунтах, де утворюється кірка, зрошуйте буряки методом дощування лише тоді, коли це необхідно для проростання та появи сходів. Робіть легкі, часті зрошення.
3. Після проростання підтримуйте вологість ґрунту на глибині кореневої системи буряка достатньою, але не надмірною - для уникнення хвороб. Глибина кореневої системи спочатку становитиме 15 см і до середини сезону збільшиться до 90-110 см.
4. Після укорінення культури та протягом решти сезону показання тензіометра або датчика вологи Watermark на глибині 30-45 см повинні зрости приблизно до -40 сбар на піщаних ґрунтах або від -60 до -80 сбар на пилуватих або суглинкових ґрунтах до того, як буде необхідне зрошення за допомогою систем поверхневого зрошення або переносних систем (які переміщуються вручну чи за допомогою коліс). Ці значення відповідають втраті приблизно 45-50% доступної в грунті вологи.
5. На полях з поверхневим зрошенням використання PAM (поліакриламід, спеціальна добавка до поливної води – прим. ред.) може збільшити кількість води, що вбирається ґрунтом, приблизно на 15%. Використання солом’яної мульчі на схилах понад 1% може значно збільшити вбирання води та швидкість зволоження культури. Наприклад, одне дослідження на полі бобів з 3%-им схилом у Кімберлі (США) показало, що зволоження мульчованої культури можна досягти за 8 годин, тоді як без мульчі знадобиться 30 годин. Це дозволяє скоротити час встановлення системи, зменшити стікання води і дає можливість перенаправляти воду для інших культур.
6. Після встановлення та майже до періоду максимального використання слід керувати системами кругового зрошення таким чином, щоб підтримувати вологість ґрунту на рівні 50-55% доступної вологи або більше. До наближення періоду пікового водоспоживання полив слід проводити таким чином, щоб підтримувати грунт майже повністю насиченим на глибину кореневої зони - в очікуванні пікового споживання вологи рослинами, коли потужність системи не може забезпечити відповідну вологість.
7. Полив можна припинити приблизно 1 серпня з невеликою втратою врожайності або без втрат, якщо додаткові 100 мм води можна отримати завдяки накопиченню вологи в ґрунті, зрошенню або дощовим опадам.
Джерело: Університет Айдахо США, https://www.uidaho.edu/-/media/UIdaho-Responsive/Files/Extension/topic/Drought/irrigationMgmtSugarbeet.pdf?la=en&hash=222177DF702EC33427648683EB66608C46B7B37F
