Что такое эвапотранспирация?

Коэффициент эвапотранспирации (ЭT) является основой для правильного и точного проектирования ирригационной системы и одним из наиболее важных расчётных параметров. Недооценка этого значения может привести к водному стрессу – отсутствию роста урожая, потере урожая. В то же время, завышая эту величину, можно столкнуться с дополнительными материальными затратами и неэффективной работой орошения.

Поэтому очень важно правильно определить величину эвапотранспирации, которая повлияет на весь процесс орошения … но что это на самом деле означает?

FAO определяет эвапотранспирацию так: это совокупность двух отдельных процессов, при которых вода теряется, с одной стороны – с поверхности грунта в результате испарения, а с другой стороны – из урожая в результате транспирации».

Итак, речь идёт о двух независимых процессах, тесно связанных между собой. Давайте посмотрим на каждого из них.

Испарение

Вы когда-нибудь видели пар, выходящий из кастрюли с кипящей водой, когда готовите какую-нибудь вкусную еду? Я в этом не сомневаюсь! Это и есть испарение, но что там на самом деле происходит?

По порядку! Вода может присутствовать в трёх состояниях: твёрдая, жидкая и газообразная. Это лёд (или снег), вода и пар. Стадия в основном зависит от энергетического уровня частиц воды, так как самый низкий уровень – это лёд, а самый высокий – пар.

Поэтому, когда вода, налитая в кастрюлю для приготовления хорошего блюда из риса, нагревается на огне, её энергетический уровень начинает увеличиваться, пока внезапно не достигнет предела, превращая воду в пар. Эта фаза называется испарением. Этот пар выходит из кастрюли и перемещается в атмосферу.

Когда жидкая вода нагревается и достигает точки кипения, она превращается в пар

Вода может испаряться с любой поверхности: океанов, рек, крыш, тротуаров. В этом примере, если котёл для приготовления пищи заменить грунтом, а огонь, нагревающий котёл, заменить солнечным излучением, происходит испарение из земли в атмосферу, что естественно происходит везде. В зависимости от энергии солнечного излучения (наряду с другими климатическими условиями) водяной пар будет покидать поверхность почвы с разной скоростью. Таким образом, испарение зависит от местных погодных условий, которые постоянно меняются.

Скорость испарения меняется ежедневно и напрямую зависит от солнечной радиации и других климатических условий

Кроме того, тип и состояние грунта также влияют на скорость испарения с поверхности. Чем больше или меньше частицы грунта, тем меньше или больше энергии требуется для того, чтобы вода покинула почву и испарилась. То же самое происходит, когда есть какой-либо естественный или искусственный покров над землёй, который может уменьшить воздействие солнечной радиации. Именно этого мы и добиваемся при мульчировании или использовании любого другого укрывного материала на поверхности грунта: скорость испарения снижается.

Структура грунта, содержание влаги в верхнем слое и грунтовый покров также обусловливают уровень испарения

На приведённом выше рисунке показаны фотоэлектрические плавучие панели общей мощностью 1,8 МВт на водохранилище в комплексе ирригаторов в Мазарроне, Испания.

На приведённом выше рисунке показана конструкция из фотоэлектрических панелей, плавающая на резервуаре, служащем для орошения. Цель этой структуры состоит в том, чтобы генерировать возобновляемую электрическую энергию, одновременно уменьшая потери воды через испарение, обеспечивая отличное и устойчивое решение!

Транспирация

Ну ладно! Давайте представим себе здоровое растение, растущее на вашем дворе. Корни хорошо развиты глубоко и широко по всему грунту, распространяясь во всех направлениях и активно втягивая воду и растворённые питательные вещества из грунта вверх через структуры стебля растения и, наконец, достигая листьев. Растение спокойно получает питательные вещества и воду, что позволяет ему продолжать жить и расти сильным. Неиспользованная вода затем выбрасывается в атмосферу главным образом через небольшие «окна», расположенные на нижней стороне листьев, называемые устьицами. Так вот, это называется транспирацией!

Чем крупнее растение, тем большее количество воды и питательных веществ будет поглощено, тем больше будет происходить транспирация. Но, с другой стороны, если вода недоступна корням растения, устьица закроются, и транспирация вообще не произойдёт!

Скорость транспирации меняется ежедневно, так как она напрямую зависит от местных климатических условий, а также от стадии выращивания сельскохозяйственных культур и состояния здоровья.

Эвапотранспирация

Таким образом, сложив воду, непосредственно испарившуюся из грунта, и воду, которую получает всё растение, можно получить скорость эвапотранспирации.

Испарение и транспирация тесно связаны, когда речь идёт об орошении, хотя метод орошения существенно влияет на соотношение того, как происходит каждый параметр.

Знаете ли вы, что всего 1-5% воды забирается растениями, а остальные 95-99% выбрасываются в атмосферу (транспирация)?

Капельное орошение

В большинстве случаев орошение применяется в сухой сезон, когда содержание воды в верхнем слое грунта не имеет значения для испарения. В отличие от дождевального и поверхностного или паводкового орошения, системы капельного полива увлажняют только необходимую небольшую часть грунта, находящуюся рядом с культурой, где развиваются корни растения. Поэтому скорость испарения вблизи растения крайне различна по сравнению с невозделанной поверхностью.

Снижение скорости испарения и тщательная ориентация на полив могут помочь нам сэкономить большое количество воды, максимизируя её использование.

Внутрипочвенное капельное орошение

Одним из преимуществ методов внутрипочвенного капельного орошения является то, что при правильном проектировании, установке и управлении вода не достигает поверхности грунта при поливе. Таким образом, можно избежать потери воды при испарении.

Таким образом, если вы хотите уменьшить скорость испарения в период полива, система внутрипочвенного капельного полива может быть подходящим решением для вашей плантации. Капельные линии заглубляются на определённую глубину, в зависимости от характеристик грунта и расстояния посадки, и после полива вода не поднимается на поверхность. Это самый эффективный способ обеспечить урожай водой и питательными веществами при максимальном использовании ресурсов.

Автор: Borja González Herrarte

Источник: azud.com