Стратегии орошения с экономией воды минимизируют переувлажнение и сток
Экономия воды и снижение экологического ущерба от стока — ключевые проблемы для питомников, выращивающих растения в контейнерах. В пяти штатах действуют законы, ограничивающие водопотребление такими питомниками, а в некоторых также ограничена концентрация питательных веществ в стоке. Избыточный сток часто является следствием низкой эффективности орошения: в некоторых случаях лишь 13–26% полива сверху задерживается в контейнере.
При плохом управлении стоком вода, удобрения и агрохимикаты могут попадать в окружающие водные ресурсы, создавая риск загрязнения окружающей среды. В условиях прогнозируемого роста стоимости воды, снижения её доступности и ужесточения законодательства, владельцы питомников заинтересованы во внедрении методов орошения, которые экономят воду и сокращают сток, не ухудшая качества урожая.
Исследователи из Университета штата Мичиган (Аарон Л. Варшав, Р. Томас Фернандес, Берт М. Крегг и Джеффри А. Андресен) опубликовали в HortScience эксперимент, в котором изучалось, может ли планирование полива на основе суточного водопотребления (Daily Water Use, DWU) — совокупных потерь воды на транспирацию растениями и испарение с субстрата — экономить воду без негативного влияния на рост растений. Цели исследования: определить влияние такого подхода на экономию воды и рост растений, измерить DWU и эффективность использования воды (Water Use Efficiency, WUE) для нескольких распространённых древесных декоративных культур, а также оценить влияние объёма полива на уровень растворимых солей в субстрате.
Фернандес пояснил: «Полив на основе потребности растений или суточного водопотребления — ключевая концепция водосберегающего орошения. Однако научных данных о водопотреблении древесных декоративных растений мало. Количественная оценка DWU для широкого спектра таких растений позволит классифицировать виды и сорта по водопотреблению, чтобы группировать культуры с похожими потребностями, минимизируя переполив и избыточный сток».
В 2006 и 2007 годах в контейнерах выращивали десять разных древесных декоративных растений, а в 2008 — пять. Применялось четыре режима верхнего полива: контрольный (стандартный) расход, полив с восполнением 100% DWU за один раз, чередующийся полив (одно внесение 100% DWU, следующее — 75% DWU) и циклический полив (одно внесение 100% DWU, затем два внесения по 75% DWU). Между поливами был интервал не менее 24 часов.
Суточное водопотребление рассчитывали по разнице объёмной влажности субстрата через 1 час после полива и непосредственно перед поливом на следующий день. Виды классифицировали как с низким, умеренным и высоким водопотреблением: в исследовании их было 6, 5 и 13 соответственно.
Согласно исследованию, «планирование орошения на основе DWU существенно сократило объём полива по сравнению с контролем для 23 из 24 изученных видов контейнерных декоративных растений, при этом размер растений для всех видов был больше или таким же».
Авторы отмечают, что выбор оптимального режима DWU зависит от ряда факторов. Идеальный режим должен обеспечивать наиболее экономичный баланс между урожайностью и проблемами управления водными ресурсами; при выборе необходимо учитывать стоимость воды, тип системы орошения и её программные возможности. «Например, питомник вблизи крупного города в штате со строгим регулированием водопользования и стока может выбрать режим с небольшим дефицитом (100-75 или 100-75-75), чтобы минимизировать забор воды и сток. Однако использование дефицитных или DWU-режимов требует мониторинга растворимых солей, которые, хотя и не были обнаружены в нашем исследовании, могут накапливаться в зависимости от климатических факторов».