Методы, применяемые в настоящее время для орошения сельскохозяйственных культур, допускают избыток воды в толще почвы и, как следствие, появление промывного режима в почвах. Оросительные нормы рассчитываются по величине показателя наименьшей влагоемкости почв (НВ). Для определения НВ применяется нормативная оценка, согласно, которой наименьшая влагоемкость — это объемная влажность, определяемая по главной ветви иссушения кривой водоудержания почвы при значении потенциала влаги 𝜓НВ, равном — 330 см вод. ст. При нормативной оценке объемов воды для полива происходят непроизводительные потери ценного ресурса — воды на орошение. Проблема усложняется тем, что для важнейшего гидрофизического свойства почвы водоудерживающей способности характерен гистерезис. По причине гистерезиса это свойство зависит от смены состояний почвенной влаги при иссушении или увлажнении почвы. Чтобы избежать непроизводительных потерь воды и понизить уровень риска неблагоприятных экологических последствий от поливов, необходимо применять не «традиционную», а прецизионную норму полива. Цель работы: выполнить верификацию разработанной программы «SoilHysteresis-v.1.0» и далее применением этой программы предложить расчет прецизионных норм полива для минимизации экологического ущерба агроэкосистемам. Для расчета прецизионной нормы полива был выбран чернозем южный слабогумусированный на лессовидной породе, отобранный на землях ФГБУН «НИИСХ Крыма». На основании исследования образцов чернозема был выбран аналог почвы по гранулометрическому составу из каталога Муалема с известными параметрами функции водоудерживающей способности почвы и проведена верификация компьютерной программы SoilHysteresis-v.1.0. С использованием этих параметров вычислена прецизионная норма полива, оценены потенциальный вынос агрохимикатов и возможный экологический ущерб от полива.
The techniques are currently used for irrigation of agricultural crops allow permissible excess water in the soil column and, as a result, the appearance of a percolation regime in soils. Irrigation rates are calculated based on the value of the field capacity indicator. To determine the field capacity, a normative (very approximate) assessment is used. According to this assessment, the field capacity is the volumetric moisture content of the soil on the main branch of desiccation of the soil's water retention function, with a moisture potential value of 𝜓FC equal to 330 cm H2O. When the volume of water for irrigation is estimated according to the standard, valuable resources such as irrigation water are wasted. The problem is complicated by the fact that the most important hydrophysical property of soil, water retention capacity, exhibits hysteresis. Due to hysteresis, this property depends on the change in soil moisture states during soil drying or moistening. To avoid unproductive water losses and reduce the risk of adverse environmental consequences from irrigation, it is necessary to use a precision irrigation rate instead of a «traditional» one. The purpose of this work is to verify the developed program «SoilHysteresis-v.1.0» and then use this program to calculate precise irrigation rates to minimize environmental damage to agroecosystems. To calculate the precision irrigation rate, we selected low-humus southern chernozem on loess-like rock, taken from the lands of the «Research Institute of Agriculture of Crimea». Based on the study of chernozem samples, a soil analogue in terms of particle size distribution (soil texture) was selected from the Moalem catalog with defined parameters of the water retention capacity function, and the computer program «SoilHysteresis-v.1.0» was verified. Using the program, the potential removal of nutrients, environmental damage from irrigation, and the prospects for applying precision irrigation standards were assessed based on mathematical modeling.