При норме сорок — шестьдесят миллиметров полив двадцати аров займет двадцать — тридцать минут, а одного гектара — в пять раз больше — полтора-два с половиной часа. На сто гектаров потребуется уже сто пятьдесят — двести пятьдесят часов, или пятнадцать — тридцать суток при длительности полива десять часов в сутки.
Для успешного орошения можно увеличить количество дождевальных установок, можно также разработать машины с более широким захватом площади полива с одной позиции. Но, для того чтобы дождевальная установка поливала, она должна брать откуда-то воду: из канала, проведенного вдоль поля, из труб, проложенных по полю, и т. д. А это означает повышение стоимости орошения.
Полив по полосам и дождевание имеют один общий недостаток: орошается вся поверхность почвы. А растения высевают и высаживают рядами, расстояние между которыми часто значительное. В зависимости от культуры участки, не занятые растениями, могут занимать двадцать — пятьдесят процентов площади поля. Конечно, корни растений охватывают всю толщу почвы, включая и не засаженную ее часть. Но все-таки с этой не затененной растениями поверхности вода очень быстро испаряется.
Полив по бороздам не имеет этого недостатка: он орошает лишь часть территории, но вода подается именно на ту часть поля (борозду), которая свободна от растений. Вода в этом случае все равно быстро поступает к корням, но, вероятно, лишний расход воды, не приносящий прибавки урожая, здесь есть.
В последние двадцать лет усиленно разрабатывается метод капельного орошения. Он основан на следующем принципе. Вдоль ряда растений кладут гибкую трубку из синтетического материала. Через определенное расстояние, соответствующее расстояниям между растениями в ряду, на трубке делают отверстия, в которые вставляют специальные клапаны. Регулируя клапаны, можно изменить скорость подачи воды в почву. Вода подается прямо около растения, и оно тут же использует эту воду, которая почти не тратится на испарение. В трубку вода подается под напором. Очевидно, в этом случае достигается самое продуктивное использование воды.
Для орошения воду часто берут из артезианских колодцев, но более обычные источники: реки, озера, пруды, водохранилища. Водохранилища обычно устраивают на близлежащих территориях, и дном им служат затопленные почвы. Эти почвы богаты гумусом, азотом, фосфором, и это богатство приводит к тому, что в водохранилище поселяются водоросли, которые там интенсивно разрастаются. Водорослями могут зарастать каналы, через которые вода подается на поля. Для борьбы с водорослями используют рыб: белого амура, толстолобика. Но это дело требует уже участия рыбоводов.
В районах массового орошения возникает одна грозная опасность — вторичное засоление почв. Орошая, мы часто даем избыток воды. Кроме того, водопроницаемость почв не одинакова на всех участках поля: в некоторых местах вода фильтруется плохо, в других — слишком хорошо. По таким естественным дренажам вода может проникать в глубь почвы, достигая уровня грунтовых вод или слоя с низкой водопроницаемостью. В последнем случае может образоваться горизонт грунтовых вод. В сухих районах, где главным образом и применяется орошение, почвы и грунтовые воды обычно содержат растворимые соли натрия, хлорид, сульфат, а также соли других катионов. Соли растворяются в поливной воде, а потом при испарении воды накапливаются в поверхностных слоях почвы. В результате количество и качество урожая снижаются.
При широких масштабах орошения вторичное засоление часто занимает большие площади, достигая угрожающих размеров. За пятьдесят — сто лет орошения без соблюдения профилактических мер может засолиться участок площадью сто гектаров.
С засолением борются с помощью дренажа: закладывают канавы-коллекторы, которые собирают воду, просочившуюся сквозь почву. Периодически почву промывают, дают избыток воды, чтобы вымыть растворимые соли. Профилактика засоления обходится дорого, но еще дороже расселять уже засоленные почвы. Поэтому предупреждению вторичного засоления уделяется очень большое внимание.
Невольно возникает вопрос: почему в местах древнего земледелия — в Междуречье, Египте, Средней Азии — земледельцы тысячелетия поливали свои поля и на них не было никакого засоления? Вопрос этот решается просто. Дело, конечно, не в каких-то секретах древних земледельцев и не в возможных ошибках сегодняшнего орошения.
В Древнем Египте, Шумере и других странах с развитым орошением поливали в основном прибрежную полосу земли. Египтяне поливали фактически долину Нила. Воду черпали прямо из Нила либо «журавлем», который до сих пор встречается во многих деревнях, либо «чигирем» колесом с сосудами-лопастями. Если земельный участок был непосредственно на берегу реки, то земледелец черпал воду ведром и по мелким канавкам отводил ее под растения.
Воды Нила, Сырдарьи и других южных рек очень богаты взвесями — реки несут громадное количество ила. В кубометре воды из Амударьи содержится до четырех килограммов ила. Когда этой водой орошают почву, то содержащийся в воде ил оседает на поверхности почвы и почва как бы растет кверху. Такие почвы широко распространены в староорошаемых районах Средней Азии. Откладывающийся ил плодороден и отмыт от солей. Почва от этого ила только улучшается. В почвенной классификации эти почвы выделены отдельно под названием староорошаемых. В некоторых местах они за счет ирригационных наносов наросли больше чем на метр. Почвы долин весной часто затапливались, и это тоже способствовало рассолению.
В наше время орошение охватило громадные площади. Оно давно покинуло долины рек и вышло на водоразделы, где устраивают водохранилища, из которых берут воду для орошения. Почвы водоразделов исходно богаче солями. Они естественным путем были отмыты лишь на глубину среднемноголетнего промачивания осадками. При орошении на эти участки поступает вода значительно более бедная ирригационными наносами. Кроме того, в этих случаях ил становится врагом гидротехнических сооружений. «Заиляются» водохранилища, каналы. Попадая с водой в распылители дождевальных установок, он закупоривает их. Так что в современных условиях изменились как объекты орошения, так и его масштабы. Когда изменилась техника полива, изменились и требования к поливной воде. И в этом случае качество воды более способствует процессам засоления, чем это было, скажем, в Древнем Египте и Вавилоне. Поэтому процессы вторичного засоления орошаемых почв в условиях современного сельского хозяйства стали более вероятными, чем в условиях полива пойменных почв долины Нила. Угроза засоления требует разработки специальных приемов контроля за состоянием почв при длительном орошении.
География поливов расширяется. Орошение продвинулось уже далеко на север. Поливают в летние месяцы даже дерново-подзолистые почвы. Но в этом случае орошение должно обязательно сопровождаться внесением удобрений. Только тогда получают урожаи, оправдывающие затраты на орошение. Орошение черноземов вызвало к жизни проблему борьбы с образованием в почве соды, которая, подщелачивая почву, ухудшает ее физические и химические свойства, снижает плодородие чернозема.
Существуют сейчас утеплительные поливы, когда поливают пастбища теплой водой в зимние месяцы для увеличения продуктивности пастбищ.
Особая проблема — орошение почв сточными водами. Она требует решения, поскольку сточных вод становится все больше и очистка их — важное дело народного хозяйства.
Орошение вторгается и в пустыни. Красно-бурые почвы пустыни, сероземы, светло-каштановые почвы испытывают постоянную нехватку воды. Но расширение здесь площади орошения требует постройки каналов и обходится очень дорого. Поэтому так важен поиск новых решений, позволяющих облегчить и ускорить полив, удешевить его.
Наряду с проблемой орошения в сельском хозяйстве существует и проблема осушения почв. При избытке влаги почвы заболачиваются, требуют специальной осушительной мелиорации. Она не менее дорога, чем орошение. Полный комплекс осушительных работ связан с устройством канав для отвода воды. Глубина канав зависит от мощности осушаемого слоя. Расстояние между канавами определяется влагопроводностью почв, их водоотдачей, и часто на тяжелых почвах, которые больше всего нуждаются в осушении, необходимо рыть канавы на расстоянии двадцати и менее метров. Открытые канавы, или открытый дренаж, затрудняют обработку почв и уборку урожая. Поэтому часто устраивают закрытый дренаж: гончарные или пластмассовые трубы закапывают в почву на нужной глубине, и они отводят избыток воды. Используют также «кротовый дренаж» (свое название он получил от того, что рыхлитель движется в почве и образует тоннели почти как крот).
