ОПТИМІЗАЦІЯ ПАРАМЕТРІВ РЕЖИМІВ КРАПЛИННОГО ЗРОШЕННЯ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКИХ КУЛЬТУР В СТЕПУ УКРАЇНИ

The purpose of the research was to improve and substantiate the parameters of the drip irrigation regimes for crops in the Steppe of Ukraine. Field studies were carried out at the Kamyansko-Dniprovska experimental station (47046' N 34042' E), the Brylivska experimental station (46040' N 33012' E) and the Southern research station (46033' N 33059' E) from 2004 to 2021 on 11 crops. The research scheme assumed the implementation of a one-factor experiments’ series with different levels of soil humidification, the control was the variant without irrigation. At the first stage, the mathematical dependencies "Soil moisture level (SML) –Number of vegetation irrigations" and "SML–Irrigation rate" were obtained for all crops. The establishment of correlations between the evapotranspiration of crops and their productivity is the result of the work. Based on this, were built the dependencies (statistical models) "Evapotranspiration–Productivity" and the most optimal options for using water were determined in terms of its costs for the formation of products for the drip irrigation of the Steppe of Ukraine. The given dependencies are reaction curves for a one-factor experiment, they consist of three areas: limiting, stationary and excessive. Correlation coefficients r=0,92-0,98 indicate a close relationship between these parameters. Established relationships "Evapotranspiration–Yield" from an agro biological point of view are not stable since there are potential opportunities for increasing yields with the same evapotranspiration. It has been established that the optimal moisture range for drip irrigation of most crops is a narrow range of soil moisture suction pressure of -9 to -15 kPa. This involves irrigation with small rates (50-75 m3/ha) while reducing the inter-irrigation periods. Under such conditions, the ratio of actual transpiration (Тс) to potential (То) approaches 1 (≈ 0,83-0,87), which characterizes the water supply of plants as close to optimal.Метою досліджень було удосконалення та обґрунтування параметрів режими краплинного зрошення сільськогосподарських культур в Степу України. Польові дослідження проводили на Кам’янсько-Дніпровської дослідній станції ІВПіМ (47046' пн.ш. 34042' сх.д.), Брилівському опорного пункту ІВПіМ (46040´ пн.ш. 33012´ сх.д.) та Південній дослідній станції ІВПіМ (46033´ пн.ш. 33059´ сх.д.) у період з 2004 по 2020 роки на 10 сільськогосподарських культурах. Схема досліджень передбачала реалізацію серії однофакторних дослідів з різними рівнями зволоження ґрунту, контрольним був варіант без зрошення. На першому етапі нами отримали математичні залежності «Рівень зволоження ґрунту – Кількість вегетаційних поливів» та «Рівень зволоження ґрунту – Зрошувальна норма» для всіх культур. Режим краплинного зрошення також знаходився у зв’язку з метеорологічними параметрами, які безпосередньо впливали на фізичне випаровування та інтенсивність транспірації. Найбільш тісну кореляційну залежність «Режим краплинного зрошення – Метеорологічні параметри» було встановлено за фактором «Кількість опадів». Результатом роботи є встановлення кореляційних зв’язків між евапотранспірацією сільськогосподарських культур та їх урожайністю. На основі цього для краплинного зрошення Степу України побудовано залежності (статистичні моделі) «Евапотранспірація – Урожайність» та визначено найбільш оптимальні варіанти використання води з точки зору її витрат на формування продукції. Наведені залежності є кривими реакції на однофакторний дослід, вони складаються із трьох областей: лімітуючої, стаціонарної та інгібуючої. Коефіцієнти кореляції  r=0,92-0,98 свідчать про тісний зв’язок між цими параметрами. Встановлені залежності «Евапотранспірація – Урожайність» з агробіологічної точки зору не є стійкими, тому що існують потенційні можливості підвищення врожайності за однакової евапотранспірації. Встановлено, що оптимальним діапазоном зволоження за краплинного зрошення більшості сільськогосподарських культур є вузький інтервал всмоктуючого тиску ґрунтової вологи -15 до -9 kPa. Це передбачає проведення поливів невеликими нормами (50-75 м3/га) за одночасного скорочення міжполивних періодів. За таких умов співвідношення фактичної транспірації (Тс) до потенційно можливої (Т0) наближається до 1 (≈ 0,83-0,87), що характеризує вологозабезпечення рослин як близьке до оптимального

НАУКОВА ШКОЛА МІКРОЗРОШЕННЯ: ДОСЯГНЕННЯ ТА ПЕРСПЕКТИВИ РОЗВИТКУ

Microirrigation is by far the most progressive irrigation method, with efficiencies reaching 92-98 %. According to the International Commission on Irrigation and Drainage, the world's agricultural land, which is irrigated through micro-irrigation systems, is constantly growing and now stands at over 20 million hectares. By the "Irrigation and drainage strategy in Ukraine until 2030" micro-irrigation methods are defined as one of the strategic directions of the state policy of the branch. Research on the direction of "micro-irrigation of crops" in Ukraine began from the late 60's of the last century. The historical aspect of the development of research in this area is thoroughly covered in previous scientific papers. Therefore, the purpose of this study is a comprehensive analysis of the basic fundamental and applied results of research of the scientific school on micro irrigation IWPaLR NAAS in the early XXI century and substantiation of perspective directions of their development. Using theoretical methods of scientific research (analysis and synthesis, comparison, classification and generalization), the authors systematized the most significant scientific results in terms of normative, methodological, technical and technological components. The list of normative and methodological documents prepared by IWPaLR NAAS in the direction of microirrigation is given. The results of developments in the technological component are detailed according to the research objects: water regime and processes of water consumption of crops, fertigation, pestigation, the influence of local moistening, fertilizers and water of different quality on the soil-plant-technical means of irrigation system, the formation of soil moisture zones, methods of appointment timing of vegetation irrigation and irrigation management systems. The key scientific results of the irrigation facilities’ testing laboratory are highlighted. The list of developed and implemented by the IWPaLR NAAS technical means of microirrigation systems is given. The strategic directions of further scientific research are substantiated, which should meet the global trend for environmentally friendly irrigation, as well as resource and energy conservation. The need of Ukraine in the systems of microirrigation of agricultural crops for the period up to 2030, the role of current and future developments of the scientific school of micro irrigation IWPaLR NAAS on their implementation are determined.Мікрозрошення є на сьогодні найбільш прогресивним способом зрошення, ефективність якого досягає 92-98 %. Згідно даних Міжнародної комісії з іригації і дренажу світові площі сільськогосподарських угідь, які зрошують за допомогою систем мікрозрошення, постійно зростають та становлять на сьогодні понад 20 млн га. «Стратегією зрошення та дренажу в Україні на період до 2030 року» способи мікрозрошення визначено як один із стратегічних напрямів державної політики галузі.Дослідження за напрямом «мікрозрошення сільськогосподарських культур» в Україні розпочато з кінця 60-х років минулого століття. Історичний аспект розвитку досліджень за цим напрямом ґрунтовно висвітлено у попередніх наукових роботах. Тому мета цього дослідження – всебічний аналіз основних фундаментальних і прикладних результатів досліджень наукової школи з мікрозрошення ІВПіМ НААН на початку ХХІ ст. та обґрунтування перспективних напрямів їх розвитку.Із застосуванням теоретичних методів наукового дослідження (аналіз і синтез, порівняння, класифікація та узагальнення) авторами систематизовано найбільш значимі наукові результати за нормативною, методичною, технічною та технологічною складовими. Наведено перелік підготовлених ІВПіМ НААН нормативних та методичних документів за напрямом мікрозрошення. Результати розробок за технологічною складовою деталізовано за об’єктами дослідження: водний режим і процеси водоспоживання сільськогосподарських культур, фертигація, пестигація, вплив локального зволоження, удобрення та води різної якості на систему «ґрунт-рослина-технічні засоби мікрозрошення», формування зон зволоження ґрунтів, методи призначення строків вегетаційних поливів та системи керування поливами. Висвітлено ключові наукові результати діяльності лабораторії випробування засобів зрошення. Наведено перелік розроблених і впроваджених ІВПіМ НААН технічних засобів систем мікрозрошення. Обґрунтовано стратегічні напрями подальших наукових досліджень, які мають відповідати загальносвітовому тренду щодо екологічно безпечного зрошення, а також ресурсо- та енергозбереження. Визначено потребу України в системах мікрозрошення сільськогосподарських культур на період до 2030 року, роль нинішніх і майбутніх напрацювань наукової школи мікрозрошення ІВПіМ НААН з їх впровадження

БАЗА ДАНИХ АНАЛІТИЧНО-ІНФОРМАЦІЙНОЇ СИСТЕМИ УПРАВЛІННЯ ҐРУНТОВИМИ РЕЖИМАМИ ЗА КРАПЛИННОГО ЗРОШЕННЯ

Представлено результати створення бази даних аналітично-інформаційної системи управління ґрунтовими режимами за краплинного зрошення, в якій систематизовано результати досліджень впливу краплинного зрошення плодових насаджень, якості поливної води та удобрення на ґрунтові процеси та властивості ґрунтів

ВПЛИВ КРАПЛИННОГО ЗРОШЕННЯ, ЯКОСТІ ПОЛИВНОЇ ВОДИ ТА УДОБРЕННЯ НА СТРУКТУРНО-АГРЕГАТНИЙ СКЛАД ҐРУНТІВ

Представлено результати досліджень впливу краплинного зрошення плодових насаджень, якості поливної води та удобрення на структурно-агрегатний склад ґрунтів

ВПЛИВ КРАПЛИННОГО ЗРОШЕННЯ, ЯКОСТІ ПОЛИВНОЇ ВОДИ ТА УДОБРЕННЯ НА УЩІЛЬНЕННЯ ҐРУНТІВ

Представлено результати досліджень впливу краплинного зрошення плодових насаджень, якості поливної води та удобрення на ущільнення ґрунтів

Вплив краплинного зрошення плодових насаджень на показники грунту

Представлено результати досліджень впливу краплинного зрошення плодових насаджень на вміст гумусу, рухомого фосфору та калію, карбонатів, поглинутого натрію в ґрунтах півдня України

ВПЛИВ КРАПЛИННОГО ЗРОШЕННЯ, ЯКОСТІ ПОЛИВНОЇ ВОДИ ТА УДОБРЕННЯ НА ПРОДУКТИВНІСТЬ БАГАТОРІЧНИХ КУЛЬТУР ТА ЯКІСТЬ ВРОЖАЮ

Представлено результати досліджень впливу краплинного зрошення плодових насаджень на продуктивність багаторічних культур та якість врожаю в умовах півдня України