Curs 2009-2010 Irigarea Culturilor, Agric Anul III, Sem II Prof. Dr. Emil Luca

UNIVERSITATEA DE TIINE AGRICOLE I MEDICIN VETERINAR CLUJ-NAPOCA

DEPARTAMENTUL DE INVMNT LA DISTAN I FRECVEN REDUS

FACULTATEA DE AGRICULTUR

Prof. dr. EMIL LUCA

IRIGAREA CULTURILOR

SUPORT CURS SEMESTRUL I

EAP Cluj-Napoca 2009

CUPRINS

Pag. Cap.I. Evoluia lucrrilor de irigare a culturilor 5

1.1. Importana irigrii culturilor de cmp .......................................... 5 1.2. Irigarea culturilor de cmp n agricultura mondial ................... 7

1.2.1. Rspndirea pe glob a irigrii culturilor .............................. 7 1.2.2. Istoricul irigrii culturilor pe plan mondial ......................... 9

1.3. Irigarea culturilor agricole n Romnia ....................................... 12 Cap.II. Relaiile sol-ap-plant ............................................................. 14

2.1. Proprietile fizice ale solului legate de aplicarea irigrii ............ 14 2.1.1 Textura solului ...................................................................... 14 2.1.2. Structura solului ................................................................... 14 2.1.3. Greutatea volumetric ......................................................... 15 2.1.4. Greutatea specific .............................................................. 15 2.1.5. Porozitatea solului ............................................................... 15

2.2. Formele de ap din sol ................................................................ 15 2.3. Proprietile hidrofizice ale solului legate de aplicarea irigrii culturilor .. 16

2.3.1. Permeabilitatea solului pentru ap ...................................... 16 2.3.2. Capilaritatea solului ............................................................ 17 2.3.3. Capacitatea de reinere a apei n sol ................................... 18 2.3.4. Determinarea rezervei de ap din sol .................................. 19

2.4. Precipitaiile i temperatura - factori care determin necesitatea irigrii 20 2.4.1. Precipitaiile ......................................................................... 20 2.4.2. Temperatura ......................................................................... 21

2.5. Planta ca factor n irigaie ............................................................ 22 2.5.1. Rspndirea rdcinilor i extracia umiditii .................... 23 2.5.2. Accesibilitatea apei pentru plante ........................................ 23 2.5.3. Plafonul minim al umiditii solului .................................... 24

2.6. Consumul de ap al culturilor irigate .......................................... 25 2.6.1. Metode pentru determinarea consumului de ap ................. 27

2.6.1.1. Metode directe pentru determinarea consumului de ap . 28 2.6.1.2. Metode indirecte pentru determinarea consumului de ap .. 29

Cap.III. Regimul de irigare ....................................................................... 31 3.1. Norma de udare din timpul perioadei de vegetaie ..................... 32

3.1.1. Grosimea stratului de sol ..................................................... 32 3.1.2. Momentul aplicrii udrii .................................................... 33 3.1.3. Mrimea normei de udare .................................................... 34 3.1.4. Durata sau timpul de udare .................................................. 34 3.1.5. Schema udrilor ................................................................... 35 3.1.6. Intervalul de timp dintre udri ............................................. 35

3.2. Udrile de aprovizionare ............................................................. 35 3.3. Norma de irigaie ........................................................................ 38

Cap.IV. Sursele de ap i calitatea apei de irigaie ................................... 38 4.1. Sursele de ap pentru irigat ......................................................... 38 4.2. Calitatea apei de irigaie .............................................................. 39

4.2.1. Proprietile apei de irigaie ................................................. 39 Cap.V. Metode de udare ........................................................................ 40

5.1. Irigarea prin scurgere la suprafa ............................................... 40

5.1.1. Irigarea pe brazde ................................................................ 41 5.1.1.1. Organizarea udrii ....................................................... 41 5.1.1.2. Echipamentele de udare................................................................ 42

5.1.2. Irigarea pe fii .................................................................... 44 5.2. Irigarea prin aspersiune ............................................................... 45

5.2.1. Udarea prin aspersiune cu agregate mobile de pompare n sistemele cu jgheaburi .......................................................

45 5.2.2. Udarea prin aspersiune cu agregate termice de pompare staionare, n

sistemele cu conducte ngropate ..................

47 5.2.3. Udarea prin aspersiune n sistemele amenajate cu conducte ngropate,

sub presiune .....................................................

49 5.2.4. Instalaii cu deplasare mecanizat a aripilor de aspersiune . 50

5.2.4.1. Instalaia de aspersiune cu tractare longitudinal IATL .. 50 5.2.4.2. Instalaia de aspersiune cu tractare longitudinal echipat cu

ramificaie din tuburi flexibile (IATL-RTF 25) ...................

50 5.2.4.3.Instalaia autodeplasabil transversal (IAT 300)............ 51 5.2.4.4.Instalaia de aspersiune cu tambur i furtun (IATF-300) .. 52

5.3. Irigarea prin picurare ................................................................ 53 5.3.1. Avantaje i dezavantaje ale metodei de irigare prin picurare .. 53 5.3.2. Particulariti ale regimului de irigaie la udarea prin picurare ........... 53

5.3.2.1. Norma de irigare .......................................................... 54 5.3.2.2. Norma de udare ............................................................ 54 5.3.2.3. Intervalul de timp dintre udri ..................................... 54 5.3.2.4. Durata udrii prin picurare .......................................... 54 5.3.2.5. Distana ntre picurtoare ............................................ 55 5.3.2.6. Numrul de picurtoare ............................................... 55 5.3.2.7. Debitul unui picurtor .................................................. 55 5.3.2.8. Distana ntre conductele de udare .............................. 55 5.3.2.9. Lungimea conductei de udare ...................................... 55

5.4. Udarea prin revrsare .................................................................. 55 BIBLIOGRAFIE SELECTIV... 55

Capitolul I EVOLUIA LUCRRILOR DE IRIGARE A CULTURILOR

1.1. IMPORTANA IRIGRII CULTURILOR DE CMP

Eforturile depuse pe plan mondial i naional pentru extinderea suprafeelor agricole irigate i pentru ridicarea produciei la hectar la toate plantele de cultur, sunt cu totul justificate dac se are n vedere "explozia demografic" din ultimul secol.

Ritmul de cretere a populaiei globului este impresionant. n anul 1850 populaia total a globului ajunsese la circa 1,2 miliarde, n 1925 la 2 miliarde, n 1950 la 2,5 miliarde, n anul 1960 la circa 3 miliarde, n anul 1975 la 4 miliarde, iar n anul 1990 la peste 5 miliarde. Se apreciaz c n anul 2000 populaia globului va depi 6 miliarde locuitori.

Populaia globului crete ntr-un ritm mediu anual de 1,8-2,3%. Fa de aceast cretere rapid a populaiei, ritmul de cretere a produciei de alimente nu este satisfctor. Dup constatrile FAO aproape 2/3 din locuitorii globului sufer nc de foame sau de subnutriie.

Ieirea din acest impas este posibil doar prin aciuni energice pentru sporirea suprafeei cultivate i ndeosebi pentru creterea productivitii n agricultur. Intensivizarea agriculturii necesit un complex de msuri, ntre care extinderea culturilor de mare productivitate, mecanizarea, fertilizarea i irigarea constituie verigile cele mai importante.

Rolul esenial al irigaiilor este de a combate secetele care afecteaz cu o frecven destul de mare imense teritorii agricole din ara noastr. Astfel, n perioada anilor 1881-1961 pe baza datelor nregistrate, repartizarea i caracterizarea anilor se prezint n felul urmtor (dup Topor N.): 20% din ani sunt ploioi, din care: 5% foarte ploioi; 3,7% excesiv de ploioi; 3,7

excepional de ploioi; 44% din totalul anilor sunt secetoi, din care: 21% foarte secetoi;6,2% excesiv de secetoi;

5,0% excepional de secetoi; 36% sunt normali n precipitaii.

n perioada analizat nu au fost mai mult de 3 ani consecutivi ploioi, precum nici mai mult de 4 ani consecutivi secetoi. Anii secetoi i cei ploioi n ara noastr sunt n general grupai.

n funcie de regiunile naturale geografice, numrul anilor normali, ploioi i secetoi se distribuie astfel (dup N.Topor, 1962):

Tabelul 1.1

Zona natural Ani normali (%) Ani ploioi (%) Ani secetoi (%) Transilvania 20 32 48 Oltenia-Banat 20 24 56 Muntenia 20 21 69 Moldova 21 10 69 Dobrogea 6 5 89

Dup datele meteorologice pe 132 ani (1865-1996), frecvena anilor, pe calificative, la Cluj-Napoca, n zona subumed, cu precipitaii medii anuale de 600 mm, se prezint n felul urmtor (H.Criveanu i Cristina Trifan, 1997).

Tabelul 1.2 Calificativele anilor pentru precipitaii la Cluj-Napoca, 1865-1996 (dup H.Criveanu i Cristina Trifan, 1997)

Calificativele Felul frecvenei

Exce

siv de

plo

ios

Foa

rte

plo

ios

Plo

ios

Puin

m

ai

plo

ios

No

rma

l

Puin

m

ai

sece

tos

Sece

tos

Foa

rte

sece

tos

Exce

siv de

sece

tos

Tota

l

Numeric 9 14 3 9 72 6 16 8 10 132 Procentual 8,8 13,7 2,9 8,8 26,5 5,9 15,7 7,8 9,8 100

Dup cum rezult din tabelul 2, frecvena anilor normali i secetoi totalizeaz 65,7%, ani n care irigarea poate aduce sporuri nsemnate de producie, la principalele culturi de cmp, chiar i n zona subumed.

n intervalul de timp dintre anii 1967-1996, la Cluj-Napoca s-a nregistrat urmtoarea frecven a anilor, pe calificative (tabelul 1.3).

Tabelul 1.3 Calificativele anilor pentru precipitaii la Cluj-Napoca, 1967-1996 (dup H.Criveanu i Cristina Trifan, 1997)

Calificativele Felul frecvenei

Exce

siv de

plo

ios

Foa

rte

plo

ios

Plo

ios

Puin

m

ai

plo

ios

No

rma

l

Puin

m

ai

sece

tos

Sece

tos

Foa

rte

sece

tos

Exce

siv de

sece

tos

Tota

l

Numeric 0 4 2 2 8 9 4 1 0 30 Procentual 0 13,3 6,6 6,6 26,6 30 13,3 3,3 0 100

Pe circa 1/5 din teritoriul rii noastre precipitaiile medii anuale se situeaz sub 500 mm (Dobrogea, Brgan, estul Podiului Moldovei). n lunile iulie, august i septembrie se nregistreaz intervale secetoase de cte 20-30 zile. n Brgan i Dobrogea, numrul secetelor ajunge la 6-7 pe an. n Cmpia Romn, n ultimele decenii, anii secetoi au avut o frecven mai mare de 50%.

Oscilaiile mari ale recoltelor n stepa Brganului, chiar n cazul aplicrii unei agrotehnici raionale, demonstreaz necesitatea irigaiei.

Astfel, de pild, la Staiunea de Cercetri pentru Culturi Irigate Mrculeti, din centrul Brganului (dup M.Botzan, 1955) recoltele au oscilat n timp de 20 de ani, ntre urmtoarele limite: la gru - de la 379 kg/ha, n anul agricol 1945-1946, la 3500-4200 kg/ha n anul 1937-1938,

an cu o distribuie normal a precipitaiilor; la ovz ntre 320-2165 kg/ha ; la fasole, ntre 0-1720 kg/ha; la porumb, ntre 175-3060 kg/ha.

Fa de produciile medii obinute la cteva culturi, ntr-o perioad normal din punct de vedere climatologic, (1955-1958), n anul 1946 s-au nregistrat pagube de circa 40% la gru, 76% la porumb, 70% la orz, 45% la mazre, 60% la floarea soarelui etc.

Lupta cu efectele negative ale secetei s-a dus i se va duce printr-o agrotehnic special, prin care lucrrile solului i ntreinerea culturilor se realizeaz astfel nct s se poat reine o cantitate ct mai mare de ap provenit din precipitaii. Aceste msuri, dei foarte bune, singure nu sunt suficiente pentru obinerea unor recolte mari i stabile.

Irigarea continu s rmn una dintre msurile cele mai eficace n sporirea produciei la hectar chiar i n situaia n care scderea precipitaiilor nu este aa de acut nct s contribue la compromiterea culturilor, precum i n cazurile cu precipitaii normale; n toate aceste situaii, irigarea aduce sporuri nsemnate de recolt.

Aplicarea raional a irigaiei se bazeaz pe cunoaterea, estimarea i interpretarea relaiilor din cadrul sistemului sol-ap-plant-atmosfer.

Trebuie subliniat, de asemenea, c irigarea constituie un mijloc important de sporire a produciei agricole nu numai prin raionalizarea regimului de umiditate din sol n funcie de cerinele culturilor agricole, ci i datorit faptului c realizeaz condiii superioare de utilizare a potenialului de fertilitate a solului, de folosire a ngrmintelor i a soiurilor cu mare capacitate de producie, de intensivizare a proceselor de producie agricol.

Dovezi gritoare asupra eficienei irigrii n sporirea produciei agricole au oferit cercetrile tiinifice efectuate n ara noastr, precum i rezultatele de producie obinute n multe ferme de producie.

n cercetrile efectuate n aceast direcie n zona de step i silvostep, pe o perioad ndelungat de timp, Vl.I.Siseti (1971) a consemnat sporuri de producie obinute prin irigare, de pn la 60% la porumb, 83% la fasole, 59% la sfecla de zahr, 94% la cartofi, 208% la lucern.

Dar nu numai n zona de step i silvostep se pot obine producii ridicate. n zonele mai umede, unde precipitaiile anuale ajung pn la 600 mm, sau chiar depesc aceast valoare, se pot obine sporuri nsemnate de producii, mai ales la plantele furajere. Semnficative sunt n aceast direcie sporurile de producie obinute la S.C.P.C.P. Jucu, jud. Cluj (Tatomir, 1965), ntr-un an secetos: 85% la sfecla de zahr, 199,3% la lucern mas verde, 79,1% la porumb mas verde, 128,6% la porumb siloz n cultur dubl etc.

La Cluj-Napoca, n perioada 1964-1998, Nagy Z. i colab., au consemnat sporuri medii de producie de 33,8 la porumb boabe, 33,5% la sfecl de zahr, 25,9% la porumb mas verde, 37% la soia, 22% la cartof etc.

Prin extinderea irigaiei pe solurile nisipoase, din sudul Olteniei, Cmpia de Nord-Vest (Carei-Marghita), Nord-Estul Brganului (Brila-Buzu), Cmpia Tecuciului-Hanu-Conache, Dobrogea (partea de Nord-Est), Delta, lacurile maritime-Braul Chilia, etc., s-a creat posibilitatea obinerii i n aceste condiii, de recolte deosebit de ridicate i economice.

Irigarea are un rol important n sporirea produciei agricole, nu numai n legtur cu efectele ei asupra culturilor agricole, ci i cu efectele de ameliorare a terenurilor srturate, prin combinarea irigaiilor de splare cu drenajul i cu alte msuri agrochimice i agrotehnice.

1.2. IRIGAREA CULTURILOR DE CMP N AGRICULTURA MONDIAL

1.2.1. Rspndirea pe glob a irigrii culturilor

Irigarea culturilor de cmp reprezint una dintre msurile cele mai eficiente pentru sporirea produciei.

N.D.Gulhati (1955) aprecia c mai mult de trei sferturi din suprafeele utilizate nu dispun de umiditatea natural suficient pentru obinerea de producii agricole acceptabile. De asemenea, Gulhati (citat de Plea, 1979) sublinia: "Irigaia n multe ri este o tiin modern, tiina supravieuirii".

Astzi, irigarea culturilor de cmp se aplic nu numai n zonele aride i semiaride ale globului, cu precipitaii de 300-500 mm anual, dar i n regiuni subumede cu precipitaii ntre 500-1000 mm anual.

n regiuni dens populate, anumite culturi justific economic irigarea, i la precipitaii mai ridicate. n regim tropical, cu un sezon uscat (iarna n emisfera nordic i vara n emisfera sudic), se irig intens chiar la o sum a precipitaiilor anuale depind cu mult 1000 mm, asigurndu-se astfel 2-3 recolte pe an, ca de pild 3 recolte de orez n sudul Chinei (prin transplantare).

Dup datele FAO, rezult c pe glob, se irigau, n anul 1950 - 94 milioane hectare, n 1960 - 140 milioane hectare, n 1970 - 198 milioane hectare, n 1985 - 223 milioane hectare, n 1990 - 237 milioane hectare, iar n 1996 - 259 milioane hectare. n medie, pe plan mondial, suprafeele irigate cresc anual cu circa 7,5 milioane hectare.

Dintre culturile care ocup suprafa mare n agricultura irigat pe plan mondial, amintim n primul rnd orezul, bumbacul, lucerna, sfecla de zahr, porumbul i altele.

Teritoriile aride i semiaride, n care suma anual a precipitaiilor nu depete 500 mm, nsumeaz aproximativ 55% din suprafaa uscat (Thorne i Peterson, 1950).

Una dintre rile n care lipsa de ploi se face cel mai mult simit este Egiptul. Aici, de fapt, nu exist un anotimp ploios sau o zon bogat n precipitaii, de aceea agricultura nu se poate dezvolta dect n condiii de irigaie, folosindu-se ca surs de ap Nilul.

Poziia geografic a Algeriei face ca n aceast ar s se ntlneasc o gam ntreag de zone climatice. Astfel, n timp ce n departamentul Constantine precipitaiile anuale ating 1000 mm, n Sahara acestea se reduc la zero.

Zone foarte secetoase se ntlnesc, de asemenea, n Australia, unde pe 34% din suprafa, totalul precipitaiilor czute ntr-un an nu depete 250 mm. n Israel 2/3 din teritoriul trii este un pustiu n care precipitaiile czute nu ating 200 mm anual.

O variaie foarte mare a climei ntlnim n rile ntinse ca suprafa. Astfel, n China, n timp ce n sud ploile depesc 2000 mm, n pustiurile din nord-vest media anual a precipitaiilor nu trece de 100 mm, nregistrndu-se frecvent i precipitaii de 10 mm.

Situaii asemntoare din punct de vedere al variaiei climatului ntlnim n India, SUA etc.

n India, repartiia neuniform a umiditii provenit din atmosfer face ca irigaia s fie necesar peste tot unde precipitaiile nregistreaz valori sub 1200 mm. n aceast ar ntlnim o variaie foarte larg a precipitaiilor ale cror valori se ncadreaz ntre limitele de 250-1200 mm (N.Grumeza, 1968). Din acestea, cea mai mare parte cad n lunile octombrie i ianuarie, anotimpul cald (martie-iunie) fiind n multe cazuri complet lipsit de ploi. n majoritatea regiunilor, un an din cinci este secetos i unul din zece este foarte secetos.

n SUA, n partea de vest, se ntind deerturi; n California, spre exemplu, precipitaiile medii anuale sunt sub 200 mm.

n partea central a SUA, predomin un climat semiarid i semiumed, iar n rsrit climatul umed.

n America de Sud, regiunile cele mai aride se ntlnesc mai ales pe coasta vestic a continentului, incluznd statele Peru i Chile. Zone foarte secetoase ntlnim, de asemenea, n Mexic.

n Europa, din punct de vedere al climatului, nu ntlnim extreme. Nu ntlnim deerturi i nici zone agricole cu precipitaii cu mult peste nevoile culturilor. Cu toate acestea, repartiia neuniform a precipitaiilor, ca i insuficiena lor, n multe cazuri, fac ca n cele mai multe ri de pe acest continent irigaia s fie necesar.

Prin urmare, este greu de trasat o limit climatic ntre zonele pentru care se recomand i cele n care nu se recomand irigaia. Este cu att mai greu de a stabili unde nceteaz necesitatea irigaiei, dat fiind c n luarea unei astfel de decizii intervin i ali factori, ntre care condiiile social-economice au o importan hotrtoare.

Aa cum s-a menionat, pe suprafee apreciabile, solul nu dispune de o umiditate natural, suficient pentru obinerea de producii agricole ridicate. Sunt i teritorii unde fr irigaie nu crete nici o vegetaie. Alte teritorii, acoperite cu abundente formaiuni vegetale ierboase, nu ngduie, n lipsa irigaiei, dect o activitate pastoral.

n regiunile subumede sunt unii ani n care repartiia nefavorabil a precipitaiilor scade mult producia agricol. De asemenea, n zona tropical, se irig pentru a se asigura o recolt n plus, iar n regiuni dens populate din zona temperat se irig culturi valoroase la o sum a precipitaiilor anuale ce nu depete 1000 mm.

1.2.2. Istoricul irigrii culturilor pe plan mondial

Irigarea culturilor i are originea n zonele aride, dar de-a lungul istoriei s-a extins treptat spre zone din ce n ce mai puin secetoase.

Dup unele date istorice, irigarea s-a aplicat cu circa 5000 de ani .e.n. n Mesopotamia i China, extinzndu-se apoi n Egipt, India i Asia Central (N.Grumeza, 1968; I.Plea, 1979; V.Ionescu-Siseti, 1982; Z.Nagy, 1982; E.Luca, 1994).

Interesant este faptul c unele sisteme de irigaie construite n acele vremuri se folosesc cu succes i astzi. Aa este cazul unui sistem de irigaie constituit n Egipt cu aproape 3000 ani .e.n., de ctre regele Menes.

Lucrri sistematice prin care se urmrea irigarea Egiptului inferior au fost executate ns mult mai trziu (n prima jumtate a secolului al XIX-lea). Ca urmare, aceast regiune a prosperat cu repeziciune.

n anul 1902 s-a fcut cotitura cea mai important n dezvoltarea irigaiilor n Egipt, odat cu construirea barajului de la Assuan. Acest baraj a fost supranlat apoi de dou ori, n anii 1912 i 1934, odat cu construirea n paralel, pe cursul Nilului, a altor baraje mai mici i a unor stvilare, n scopul devierii apei necesare irigaiei.

Aceste lucrri se includ ntr-un plan mai vast de extindere a suprafeelor irigate. n 1996 suprafaa agricol irigat a Egiptului a ajuns la 3 266 000 hectare.

Vile Tigrului i Eufratului constituie, de asemenea, dou dintre regiunile de pe glob unde irigaiile au cunoscut o larg rspndire nc din cele mai vechi timpuri. Aici exist dou mari canale de irigaie, care funcioneaz de mii de ani. Unul dintre ele are adncimea cuprins ntre 10 i 16 metri i limea de 130 metri. Aceste dimensiuni sunt de-a dreptul impresionante dac ne gndim, mai ales, la perioada cnd au fost construite.

Buna ntreinere i funcionare a sistemelor de irigaie erau pzite cu sfinenie. Astfel, nc n urm cu cteva mii de ani, n Codul lui Hammurabi (1792 - 1750 .e.n.) se scria :"Dac vreunul deschide canalele sale de irigaie pentru a lsa apa s ptrund, cauznd din neglijen inundarea terenurilor vecinului, el va restitui vecinului cantitatea de gru ce urma s fie recoltat de pe terenul inundat" (N.Grumeza, 1968).

O alt dovad a existenei irigaiilor aici, nc din timpuri strvechi, o constituie coninutul unei inscripii de pe mormntul reginei Semiramida, care a domnit cu circa 2000 ani .e.n. Iat un fragment din aceast inscripie :"Am silit puternicul ru s curg potrivit voinei mele i s duc apa pentru a ngra cmpiile care nainte erau pustii i fr locuitori".

Din pcate, majoritatea covritoare a lucrrilor de irigaie construite pe vile Tigrului i Eufratului (aflat n bun parte pe teritoriul Irakului) au fost distruse.

n India, referiri despre irigaie se gsesc cu 300 de ani .e.n., n vechile texte religioase hinduse. Se arat aici, c pentru apa folosit din ruri, lacuri i baraje se pltea statului o tax reprezentnd o ptrime din producie. Tot n aceste texte se vorbete despre faptul c n perioadele de foamete, regele i supuii si se retrgeau n apropiere de baraje.

n secolul al XIX -lea, prin construirea canalului superior al Gangelui, finalizat n 1854, s-au creat posibiliti pentru irigarea n India, a unei suprafee de 600000 ha. De meniomat c reeaua de canale principale, alimentate din acest gigantic canal, nsumeaz o lungime total de peste 900 km.

Alte lucrri de irigaie au urmat ulterior, astfel nct an de an suprafaa irigat a Indiei s-a extins, ajungnd n anul 1996 la peste 57 milioane hectare, majoritatea fiind cultivate cu orez i bumbac.

n China, ar cu o suprafa irigat de circa 50 milioane hectare, nceputurile irigaiei se pierd, de asemenea, n trecutul ndeprtat.

Se apreciaz c suprafaa irigat poate atinge n China peste 80 milioane hectare. Este important de reinut c dup mai bine de 2000 de ani de irigaie, terenul agricol s-a meninut n stare bun de fertilitate. Aceasta se explic prin faptul c n ntreaga zon stratul de sol arabil este aezat pe un substrat permeabil de pietri i nisip, la adncimea de 1-2 m.

Interesant este aici i modul cum se exploateaz terenul irigat n dou sezoane. Astfel, n prima jumtate a anului se cultiv grul, tutunul, cnepa, rapia etc., dup care urmeaz orezul, care acoper 95% din suprafa. Faptul c aici, ca de altfel i n alte regiuni ale Chinei se practic cultura orezului prin metoda transplantrii, are ca urmare scurtarea timpului n care terenul este ocupat de cultur. n felul acesta se creeaz condiii pentru obinerea chiar a trei recolte pe an.

Caracteristic n aceast ar, ca i n alte ri din Asia (Japonia, Indonezia etc.) este amenajarea orezriilor n terase pe terenurile n pant. Este important i faptul c irigarea se realizeaz n cea mai mare msur prin cdere natural.

Japonia este o alt ar asiatic unde irigaia are tradiii vechi, practicndu-se nc nainte de anul 600 .e.n. Dintre culturiile irigate, aici, ca i n multe ri din aceast parte a globului, predomin orezul. Datorit reliefului accidentat, n cea mai mare parte deluros i muntos, s-au extins foarte mult amenajrile pentru irigaii n terase. n anul 1996 suprafaa total irigat n Japonia a depit 2,7 milioane hectare.

n Pakistan, cele mai vechi aezri omeneti s-au descoperit pe malurile Indusului. Revrsrile periodice ale acestui fluviu au constituit n permanen un ajutor preios pentru agricultur, innd seama c, dup retragerea apelor, n sol se acumula o rezerv important de umiditate, foarte util culturilor. Cu timpul, omul a nvat s foloseasc raional cursul apelor. Astfel, prin construirea unor canale, dintre care unele se folosesc i astzi, apa a fost dirijat la mari distane, readucnd treptat la via terenuri fertile care altfel nu puteau fi folosite. Concomitent cu construirea de noi canale s-au extins i suprafeele irigate, acestea ajungnd la circa 17,5 milioane hectare n anul 1996.

n Tunisia, irigaia s-a dezvoltat n mai multe etape distincte: prima ntre secolele X - I .e.n., pn la venirea romanilor, perioad n care s-au folosit metode rudimentare de amenajare a terenului i numai n oaze. A doua etap poate fi considerat cea de dup venirea romanilor cnd s-au realizat lucrri de mare amploare. Dup dobndirea independenei (a treia etap), guvernul Tunisiei a acordat o atenie deosebit dezvoltrii irigaiilor, ajungndu-se n 1996, la o suprafa irigat de circa 380000 ha.

n Israel, irigaia dateaz, de asemenea, din timpuri ndeprtate. Ca surs de ap s-a folosit cel mai mult apa subteran, din fntni. Irigaia a cptat o amploare mare dup primul rzboi mondial. n prezent, pe lng sursele subterane se folosete o parte din debitul Iordanului. Sunt sisteme n mare majoritate moderne, cu conducte sub presiune, pentru irigare prin aspersiune i, tot mai mult, prin picurare. Azi se irig o suprafa de circa 200000 ha

n SUA, irigaiile au fost utilizate, cu succes, de ctre populaia btina, format din indieni. Datele istorice arat c aezrile acestora se ntemeiau de-a lungul apelor, aplicnd, n zonele secetoase, irigaia.

Dup venirea cuceritorilor spanioli, irigaiile au intrat ntr-o nou faz. Primul canal construit de acetia a fost nceput n 1598, avnd ca surs de ap fluviul Rio Grande.

Apariia de sisteme de irigaie mai bine organizate n SUA, a avut loc odat cu sosirea primilor emigrani. Acetia, poposind n multe cazuri n zone secetoase, i-au dat seama c supravieuirea lor nu este posibil aici dect folosind irigaia. Pentru a impulsiona dezvoltarea irigaiilor, n anul 1894, Congresul a votat legea Carey, prin care nu se permitea intrarea populaiei n statele din zonele aride dect n cazul n care statele respective se angajeaz s fac lucrri de irigaie pe terenurile n cauz. Ca urmare a acestui fapt, fiecare stat a trebuit s ntocmeasc planuri cu scheme, reprezentnd posibilitiile de dezvoltare a irigaiilor. n felul acesta, irigaiile au progresat cu repeziciune, n special n statele din zonele aride la care se referea legea amintit.

n prezent n SUA se irig o suprafa de peste 20 milioane hectare. Statele cu cea mai ntins suprafa irigat sunt: California, Arizona, Utah, New Mexico, Colorado, Oklahoma i Nebraska. Plantele cultivate n condiii de irigare sunt: porumbul, grul, sfecla de zahr, cartoful, bumbacul, orezul, lucerna, ierburile perene i alte plante furajere.

n America de Nord irigaia se aplic spre nord pn la aproximativ 50 n sudul Canadei. Canada irig aproximtiv 700000 ha. n Mexic suprafaa irigat este de 6,1 milioane hectare.

n America de Sud regiunile aride ce necesit irigaie sunt localizate ndeosebi pe coasta vestic: n Peru (1,7 milioane hectare), n Chile (1,3 milioane hectare) i n sud-vestul Argentinei (1,7 milioane hectare)

n Australia, primele lucrri de irigaie au aprut dup anul 1840. Necesitatea irigaiilor s-a fcut simit n mod deosebit n statul Victoria dup secetele din 1877 i 1881. Atunci s-a ajuns la concluzia c esurile nordice nu pot fi folosite pentru agricultur dect n condiii de irigaie. n Australia se irig azi pe o suprafa de peste 2,3 milioane ha.

n Europa, datorit condiiilor climatice mai puin aride dect n alte zone ale globului, amenajrile pentru irigaii, cu mici excepii, sunt de dat mai recent. De altfel, chiar i n cele cteva ri (Italia, Portugalia, Spania) unde unele amenajri pentru irigaie au fost fcute nc de pe timpul romanilor, progresul nregistrat n timp n acest domeniu a fost destul de lent.

n ultima vreme ns, irigaiile au nceput s ctige din ce n ce mai mult teren i n rile europene. Dac n aceast parte a globului lipsa apei nu se resimte att de acut ca n alte zone geografice, irigaia are ns rol deosebit n mrirea recoltelor. O agricultur avansat, include neaprat, alturi de mecanizare i irigaie. Datorit acestui fapt, irigarea culturilor de cmp a fost mult extins spre nord.

Problemele irigrii n rile europene sunt foarte variate, n strns legtur cu condiiile naturale, dar mai ales cu cele social economice.

n fostele ri sovietice, ntinse suprafee din zonele sudice nu pot fi folosite n agricultur cu maxim de randament din cauza umiditii naturale insuficiente. Deficitul de umiditate se resimte cel mai puternic n zonele de deert i semideert ale Asiei centrale, n cea mai mare parte a Kazahstanului de sud, n Transcaucazia i prile sudice ale Rusiei. n aceste zone, cu soluri n general fertile i regim termic favorabil dezvoltrii celor mai pretenioase culturi din acest punct de vedere (bumbacul, orezul), practicarea unei culturi intensive este exclus fr introducerea irigaiei.

Posibilitiile de asigurare cu ap din sursele de suprafa, n zonele irigabile, fostelor ri sovietice, pot satisface necesarul a peste 50 milioane hectare. Arterele cele mai importante pentru transportul apei de irigat sunt reprezentate de canale gigantice, cum ar fi: Canalul Volga-Don, Canalul Sud Ucrainean, Canalul din nordul Crimeii, Canalul principal Turkman.

Actualmente, n Rusia sunt amenajate pentru irigaie circa 5,4 milioane hectare, n Ucraina circa 2,6 milioane ha, Uzbekistan 4,0 milioane ha, Turkmenistan 1,3 milioane ha, Kazahstan 2,1 milioane ha, Azerbaidjan 1 milion ha, Kyrghistan 1 milion ha. etc.

n Republica Moldova se irig circa 310 mii ha. Suprafaa irigat n Frana n 1996 a fost de 1,63 milioane hectare, n Italia 2,71

milioane hectare, n Spania de 3,5 milioane hectare, n Grecia de 1,36 milioane hectare, iar n Portugalia de 630 mii hectare. n Olanda, dei regiune subumed, se irig peste 550 mii hectare.

Suprafee ntinse s-au amenajat n Bulgaria (800 mii ha.), Albania (340 mii ha), Ungaria (210000 ha), Polonia (100000 ha), Germania (475000 ha) ct i n ara noastr (3,1 milioane hectare).

n majoritatea rilor est-europene, irigarea se aplic la cultura legumelor, dar se acord o mare atenie i culturilor de porumb, sfecl de zahr, cartofi, orez, floarea-soarelui, soia, fasole i, n mod special, plantelor furajere, ca lucerna, iarba de Sudan, sorg furajer, borceaguri i ierburi perene. Exist o tendin general de a introduce irigarea i pe pajitile naturale.

Cu privire la metoda de udare a culturilor de cmp i de amenajare, ca tendin general pe plan mondial, exist un curent n favoarea irigaiei prin aspersiune i n special pentru aspersiunea prin conducte subterane sub presiune.

n ultimii ani, irigarea localizat, n special irigarea prin picurare, a cunoscut o tot mai mare extindere. Irigarea prin picurare a fost utilizat ncepnd din jurul anului 1940 n Anglia, n

spaii protejate, apoi a fost extins i n condiii de cmp la nceput n Israel i n alte ri, dovedindu-se drept o metod de irigare economic i eficient.

Udarea pe brazde sau fii, aplicat pe scar larg n SUA, se dovedete mai eficient pe terenuri ce nu cer mari lucrri de nivelare, cu soluri profunde, ce permit aplicarea unor norme de udare mai mari.

1.3. IRIGAREA CULTURILOR AGRICOLE N ROMNIA

Primele irigaii, n rile Romne, s-au aplicat la cultura legumelor, ncepnd din secolul al XVII-lea. Prima orezrie s-a nfiinat n perioada 1718-1723, la Ghiroda, lng Timioara. ntre 1750-1850, n Muntenia i Moldova au fost executate mai multe canale de irigaie i de alimentare cu ap (Plea I., 1979; Z.Nagy, 1982; N.Onu, 1988; D.Murean i colab., 1992; E.Luca, 1994).

Ideea aplicrii irigaiei la culturile de cmp, n Romnia, a aprut odat cu ntemeierea tiinei agricole din ara noastr, n a doua parte a secolului al XIX-lea.

Ion Ionescu de la Brad, ntemeietorul tiinei agricole romneti, a menionat n scrierile sale irigarea culturilor de cmp i n special irigarea fneelor, ca o ramur capabil s asigure venitul cel mai mare n orice condiii climatice.

P.S.Aurelian, director i profesor de economie rural al fostei coli superioare de agricultur de la Herstru, recomand n scrierile sale irigarea, ca msur radical pentru combaterea secetei.

ncepnd din jumtatea a doua a secolului al XIX-lea, posibilitatea irigrii culturilor de cmp a fost studiat de numeroi ingineri romni i strini. Bunoar, inginerul italian Gioia, a propus executarea unui canal care s preia apa din Dunre, "Canalul lui Traian", care urma s porneasc de la Turnu Severin i s strbat Cmpia Dunrii pn la Brila.

n anul 1911 se nfiineaz Serviciul mbuntirilor Funciare, iar ing. Al.Davidescu este nsrcinat cu studiul posibilitilor de irigare a Cmpiei Dunrii. n anul urmtor, Al.Davidescu prezint un anteproiect pentru irigarea unei suprafee de 1300000 ha, dintre care 900000 ha cu ap din rurile interioare, iar 400000 ha cu ap din Dunre. Dei nu a fost pus n aplicare, proiectul a fost apreciat ca fiind foarte ingenios, de ctre specialii renumii din ar i strintate.

Suprafaa de 15400 ha amenajat n Romnia pn n 1938, era destinat aproape n totalitate culturii legumelor. Porumbul, floarea-soarelui, sfecla de zahr, cartoful, lucerna i alte culturi de cmp nu s-au irigat nici mcar n scop experimental.

n anii 1938-1944 s-a realizat un cmp experimental de irigaie n comuna Pitaru, jud. Ilfov, devenit apoi staiune a Institutului de Cercetri Agronomice. n aceast perioad se amenajeaz 4000 ha n luncile rurilor din sudul rii pentru cultura orezului.

n primii ani dup al doilea rzboi mondial, din cauza urmrilor rzboiului, situaia irigaiilor nu s-a schimbat prea mult.

Dup 1945 s-a stabilit realizarea unor mari lucrri de irigaii. n anul 1945 s-a organizat un cmp experimental irigat la Mrculeti, i au fost

continuate experienele i la fostele staiuni experimentale Studina i Moara Domneasc. n perioada anilor 1951-1955 s-a trecut de la irigarea excesiv a legumelor i a orezului,

la irigarea culturilor de cmp i furajere. Un moment foarte important n evoluia irigaiilor l-a constituit extinderea culturii

irigate a bumbacului. Datorit acestei culturi s-au creat primele amenajri ale sistemelor mari de irigaie (ex.: Roei, cu 1800 ha teren amenajat), ivindu-se astfel posibilitatea i necesitatea irigrii altor culturi de cmp n cadrul asolamentului (porumb, lucern, sfecl de zahr, gru etc.). Tot n aceast perioad cercetarea tiinific, legat de irigarea culturilor de cmp, a luat o mare dezvoltare.

n anul 1955, suprafaa irigat a ajuns la 93100 ha, din care: 58900 ha legume, 18600 ha orez i 15600 ha culturi de cmp.

n anul 1958 s-a nfiinat Consiliul Naional de Irigaii i Desecri, afiliat la Consiliul Internaional de Irigaii i Desecri.

n perioada anilor 1956-1960 s-a pus accentul pe dezvoltarea irigaiilor odat cu nfiinarea unitilor agricole mari de producie.

S-au nfiinat noi cmpuri experimentale la institutele agronomice de nvmnt superior i la colile medii (Bneasa, Timioara, Coofeni, Secuieni, etc.) pe lng fabricile de zahr (Arad, Buzu, Timioara), la Institutul de Cercetri pentru Cultura Porumbului de la Fundulea, precum i la unele uniti agricole de stat.

n anul 1959, suprafaa total irigat a ajuns la 136700 ha, din care: legume 71000 ha, orez 27000 ha i culturi de cmp 38700 ha. Majoritatea amenajrilor au fost localizate n Cmpia Dunrii, iar suprafee mai reduse n Cmpia Vestic i Moldova.

n perioada anilor 1960-1970 s-au luat o serie de msuri n scopul asigurrii folosirii integrale a amenajrilor existente pentru extinderea suprafeelor irigate i pentru obinerea unor rezultate economice ct mai bune la culturile irigate.

La sfritul anului 1970 suprafaa amenajat pentru irigaii nsuma 729000 ha. n anii 1971-1992 au fost amenajate pentru irigaii peste 2470000 hectare. Suprafaa

total amenajat pentru irigaii n 1996 era de 3190,6 mii hectare. Pe harta agricol a rii au aprut un numr mare de noi sisteme de irigaii ntre care: Sadova-Corabia, Cetate-Galicea, Terasa Corabia, Terasa Viziru, Pietroiu-tefan cel Mare, Gliu-Clrai, Sud Razelm, Sinoe, Babadag, Clmui-Clrai, Giurgiu-Rzmireti, Roei-Dichiseni, Jeglia, Terasa Brilei, Sistemul Carasu etc.

La dezvoltarea agriculturii irigate o contribuie important a avut-o sectorul de cercetare. Cercetrile ntreprinse sub coordonarea I.C.I.T.I.D. Bneasa-Giurgiu i I.C.C.P.T. Fundulea au rezolvat numeroase probleme ridicate de exploatarea sistemelor de irigaie. Printre altele s-a ntocmit o raionare a regimului de irigare pe ntreg teritoriul rii, lucrare bazat pe utilizarea ecuaiei bilanului apei din sol. S-au gsit soluiile cele mai economice pentru reducerea pierderilor pe canale, s-a acordat o mare atenie fenomenului de salinizare secundar pe terenurile irigate i n special n orezrii. Prin cercetri ntreprinse n direcia perfecionrii metodelor de irigare, s-a reuit s se precizeze elementele necesare realizrii unei productiviti de lucru a instalaiilor de aspersiune, s-au perfecionat dispozitivele pentru dirijarea apei n reeaua de udare prin aspersiune, s-au stabilit elementele tehnice ale udrii pe brazde lungi etc. Cercetrile privind agrotehnica culturilor irigate au fost, de asemenea, studiate.

S-a reuit s se identifice soiurile i hibrizii cei mai potrivii, la principalele culturi irigate, sistemul de ngrare i de lucrare a solului n condiiile unor rotaii specifice, corespunztoare structurii culturilor de pe terenurile irigate, cu ncrctur mare de porumb, lucern i alte plante furajere, densitatea optim a plantelor i regimul de irigare, difereniat pe zone mari naturale i metode de irigare.

Din anul 1990, odat cu reorganizarea agriculturii i punerii n posesie a proprietarilor, s-a semnalat o oarecare rmnere n urm n privina exploatrii corecte a terenurilor irigate, obinndu-se nc producii destul de mici i la un pre de cost ridicat, n multe sisteme de irigaii.

Este necesar, n momentul de fa, s se ia toate msurile pentru buna funcionare a sistemelor de irigaii existente, pentru executarea corespunztoare a lucrrilor de ntreinere, amplasarea pe aceste terenuri a culturilor de mare randament.

Trecerea n proprietate privat a suprafeelor amenajate pentru irigaii, ncepnd din anul 1990, trebuie s aib n vedere crearea condiiilor pentru o bun exploatare a acestora. n cercetarea tiinific trebuie elaborate tehnologii moderne pentru explotarea eficient a terenurilor amenajate i folosirea judicioas a ngrmintelor, zonarea corespunztoare a soiurilor i hibrizilor, realizarea de asolamente i rotaii raionale ale culturilor irigate, n concordan cu cerinele economiei de pia. De asemenea, datorit avantajelor de ordin tehnologic, se vor extinde cercetrile privind aplicarea unor tratamente (erbicide, insecticide, fungicide, retardante) odat cu apa de irigare.

Capitolul II

RELAIILE SOL - AP - PLANT

Irigaia este una dintre msurile agrotehnice importante, care poate contribui la obinerea unor sporuri mari de producie.

Practica agricol a demonstrat c succesul lucrrilor de irigaie nu depinde numai de folosirea celor mai moderne sisteme de amenajare i metode de udare. Perfecionarea tehnicilor de udare asigur ridicarea randamentului de utilizare a apei i reducerea necesarului de for de munc, dar realizarea scopului final al irigaiei, sporirea produciei agricole i meninerea sau ridicarea fertilitii solului, nu se pot realiza fr cunoaterea aprofundat a relaiilor sol-ap-plant i, bineneles, a celor mai noi metode de amenajare i de udare.

Irigarea la momentul potrivit, cu o cantitate corespunztoare de ap, aplicat n funcie de viteza de infiltraie, fr a favoriza scurgerile i eroziunea solului, reprezint o condiie esenial n obinerea rezultatelor dorite.

Este important ca specialitii n irigaii s posede, pe lng cunotinele legate de tehnica irigaiei, i temeinice cunotine de pedologie, fiziologie, fitotehnie, legumicultur, pomicultur, viticultur etc., care s le permit s neleag relaiile complexe dintre sol-ap-plant n condiiile specifice ale zonei n care practic irigaia.

Aplicarea raional a irigaiei se poate realiza n condiiile n care se cunosc proprietile fizice i hidrofizice ale solului, formele sub care se gsete apa n sol, aspectele legate de circulaia i accesibilitatea apei pentru plante, de cantitatea de ap pe care o poate nmagazina solul, precum i necesarul de ap al plantelor.

De asemenea, trebuie s fie cunoscute condiiile de salinizare secundar a solului, posibilitile de transport i concentraia srurilor, ca urmare a circulaiei i evaporaiei apei din sol.

2.1. PROPRIETILE FIZICE ALE SOLULUI LEGATE DE APLICAREA IRIGRII

Proprietiile fizice ale solului, determin, mpreun cu proprietiile hidrofizice, cantitatea de ap care se nmagazineaz n sol, apa accesibil plantelor, micarea apei, viteza de infiltraie i aprovizionarea plantelor cu substane nutritive. De aceste proprieti ale solului se va ine seama la alegerea tipului de amenajare, a metodei i a elementelor tehnice de udare (I.Plea,1979; Z.Nagy, 1982; E.Luca, 1994; L.Muntean i colab., 1995; P.Gu i colab., 1998).

2.1.1. Textura solului (compoziia granulometric) - indic mrimea i forma particulelor de sol (pietri, nisip, praf, argil), precum i proporia n care acestea intr n alctuirea diferitelor tipuri de sol. n funcie de textur, solurile se clasific n trei categorii mari: soluri uoare cu un coninut de peste 70% nisip; soluri mijlocii cu un coninut de nisip de pn la 70% i argil pn la 35%; soluri grele, cu un coninut de argil mai mare de 35%.

Solurile uoare (nisipoase, nisipo-lutoase) se caracterizez printr-o capacitate redus de reinere a apei, fiind recomandate pentru udarea prin aspersiune i prin picurare.

Solurile mijlocii (luto-nisipoase, lutoase) sunt soluri echilibrate din punct de vedere textural, pretndu-se la toate tipurile de amenajare i la toate metodele de udare.

Solurile grele (luto-argiloase, argilo-lutoase, argiloase) se caracterizeaz printr-o mare capacitate de reinere a apei, fiind greu permeabile. Irigarea unor astfel de terenuri poate conduce la bltirea apei sau la scurgeri de suprafa, implicit la degradarea terenurilor i la nrutirea condiiilor a plantelor.

2.1.2. Structura solului reprezint modul de asamblare a particulelor de sol n agregate. Se disting dou tipuri de structur: o microstructur a solului, reprezentat de agregate cu

diametru mai mic de 0,25 mm i o macrostructur, reprezentat de agregate cu diametru mai mare de 0,25 mm.(Obrejanu 1966).

Dup forma particulelor care alctuiesc agregatele de sol, structura poate fi: glomerular (grunoas), istoas, alunar, nuciform, prismatic, bulgroas, columnar.

Structura solului poate fi degradat prin aplicarea neraional a irigaiei, prin utilizarea unei ape de irigat necorespunztoare, prin aplicarea lucrrilor solului la o umiditate ridicat etc.

2.1.3. Greutatea volumetric (Gv), numit i greutate specific aparent sau densitate aparent (Da) - reprezint raportul dintre greutatea solului n aezarea sa natural (G) i volumul total al probei luate n considerare (Vt), inclusiv volumul porilor.

Greutatea volumetric se exprim n g/cm3 sau t/m3. Valorile greutii volumetrice determinate pe orizonturi de sol, sunt utile pentru transformarea valorilor procentelor de greutate ale umiditii n uniti de volum, transformare necesar n calcularea normelor de irigaie i normelor de udare.

Un sol relativ afnat prezint valori ale greutii volumetrice pn la 1,3-1,4 t/m3, un sol tasat prezint valori cuprinse ntre 1,4-1,6 t/m3 iar un sol foarte tasat, ntre 1,6-1,8 t/m3.

2.1.4. Greutatea specific (Gs), numit uneori i greutate specific real - reprezint raportul dintre greutatea probei (G) i volumul particulelor solide (Vps), n aezare compact, exclusiv volumul porilor.

Valorile greutii specifice variaz, n general, foarte puin, de la un sol al altul, valorile medii fiind cuprinse n intervalul 2,65-2,70 g/cm3.

2.1.5. Porozitatea solului - reprezint raportul dintre volumul solului neocupat de particulele solide (spaiile pline cu aer i ap) i volumul total al solului.

n funcie de dimensiunile porilor, porozitatea (spaiul lacunar), poate fi: capilar (diametrul porilor este mai mic de 0,1-0,2 mm), n interiorul agregatelor structurale, i necapilar (pori cu diametrul mai mare de 0,2 mm), ntre agregatele structurale. n general, porii capilari au rol de reinere a apei n sol, iar cei necapilari asigur aerisirea solului.

Porozitatea total (capilar i necapilar) se determin dup relaia: Pt = 100 (1-

GsGv )

n care: Pt - porozitatea total (%); Gv - greutatea volumetric (g/cm3); Gs - greutatea specific (g/cm3); Solurile cu textur mijlocie prezint cea mai echilibrat porozitate (cu un raport optim

ntre porii capilari i cei necapilari), iar solurile grele se caracterizeaz printr-o porozitate redus. Kacinski (citat de I.Plea 1974) apreciaz c porozitatea total este excesiv dac

depsete 70%, este bun ntre 55 i 60%, satisfctoare ntre 50 i 55% i nesatisftoare n cazul solurilor sub 50%.

2.2. FORMELE DE AP DIN SOL

Datorit mecanismelor fizice diferite care determin micarea i reinerea apei n sol, precum i proprietilor diferite pe care le are apa supus acestor mecanisme, n sol se difereniaz mai multe forme de ap.

Se poate aprecia c formele de ap din sol sunt diferite calitativ, dar trecerea de la o categorie la alta nu este brusc ci, n general, se realizeaz treptat.

O clasificare fcut de Briggs (citat de Obrejanu, 1966) cuprinde trei forme de ap: Apa higroscopic - este ap strns legat de particulele solide ale solului datorit unor

fore de adsorbie, care se stabilesc la contactul dintre particulele de sol i ap. Aceast categorie de ap este inaccesibil plantelor.

Apa capilar - este cea mai imporant form de ap din sol, cu implicaii directe n evoluia plantelor. Se gsete n porii capilari ai solului i este pus n micare de forele capilare care se stabilesc la contactul ap-aer.

Apa capilar este cuprins ntre coeficientul de higroscopicitate i capacitatea de cmp. Apa gravitaional (apa liber) - este apa aflat n exces (peste capacitatea de cmp),

nereinut nici de forele de adsorbie nici de cele capilare, ocupnd porii largi ai solului, prin care se scurge n profunzime, sub aciunea cmpului gravitaional.

Pe lng cele trei forme de ap, considerate eseniale, au fost descrise i unele forme intermediare. Astfel, apa pelicular (Lebedev, citat de Obrejanu, 1966), se afl pe poziie intermediar ntre apa higroscopic i apa capilar, fiind reinut n sol de fore inferioare primei categorii, dar superioar celei de-a doua categorii.

O clasificare original a formelor de ap (Rode, citat de Obrejanu, 1966), cuprinde: 1. apa de cristalizare; 2. apa n stare solid; 3. apa n stare de vapori; 4. apa strns legat; 5. apa slab legat; 6. apa liber, care la rndul ei se difereniaz n: apa pelicular-suspendat, apa suspendat din interiorul agregatelor, apa capilar-suspendat, apa gravitaional n curs de infiltrare, apa gravitaional capilar sprijinit i apa gravitaional sprijinit.

Clasificarea propus de Rode se bazeaz pe noiunile introduse de el de ap sprijinit i ap suspendat.

Apa sprijinit este apa din franjul capilar, adic din stratul de sol situat deasupra pnzei de ap freatic, n care apa se ridic prin capilaritate.

Apa suspendat este caracteristic zonelor secetoase, fiind depit de apa freatic, aflat la adncimi mari, printr-un strat relativ uscat de sol. Apa suspendat format n partea superioar a profilului de sol, n urma infiltrrii apei din precipitaii i a apei de irigaie, poate fi consumat de plante, iar o parte se evapor.

2.3. PROPRIETILE HIDROFIZICE ALE SOLULUI LEGATE DE APLICAREA IRIGRII CULTURILOR

Cunoaterea proprietilor hidrofizice ale solurilor pe terenurile irigate constituie o condiie de cea mai mare importan pentru nmagazinarea i reinerea apei n sol.

Cele mai importante proprieti hidrofizice ale solului, care trebuie cunoscute n exploatarea terenurilor irigate, sunt: permeabilitatea, capilaritatea i capacitatea de reinere a apei. Scopul practic al cunoaterii proprietilor hidrofizice este de a putea dirija mecanismul nmagazinrii apei n sol prin aplicarea unei agrotehnici specifice, n aa fel nct apa nmagazinat n sol s fie pus la dispoziia culturilor agricole sub forma cea mai accesibil.

Cunoaterea indicilor este necesar n tehnica irigaiei pentru calcularea normelor de udare i, n general, pentru aplicarea unui regim optim de irigare.

Valoarea indicilor hidrofizici are un caracter convenional. Cifra care indic mrimea dintre proprietile hidrofizice este constant pentru un anumit sol, numai n anumite condiii fizico-chimice.

Orice schimbare n textur, structur sau compoziia chimic a solului, produs prin intervenia omului, ca de pild distrugerea hardpanului prin lucrarea cu scormonitorul, ntreinerea permanent a stratului afnat la suprafa, aplicarea ngrmintelor i a amendamentelor, are ca urmare modificarea valorilor indicilor hidrofizici (D.Murean i colab., 1992; Z.Nagy, 1982; O.Merculiev, 1986; E.Luca, 1994; P.Gu i colab., 1998).

2.3.1. Permeabilitatea solului pentru ap

Este proprietatea solului de a permite trecerea apei prin el. Permeabilitatea solului este mai mare la nceput, descrescnd treptat, pe msur ce solul se mbib cu ap. Ea se stabilizeaz la o anumit valoare, corespunztoare fazei cnd solul saturat permite trecerea apei cu o vitez constant.

Acionnd asupra structurii i gradului de afnare a solului, permeabilitatea pentru ap poate fi dirijat n sensul dorit, ceea ce este deosebit de important n cazul terenurilor irigabile.

Arturile adnci, lucrarea cu scormonitorul, ncorporarea ngrmintelor organice i aplicarea amendamentelor de calciu, sunt principalele mijloace pentru mrirea permeabilitii solurilor grele i impermeabile.

Impregnarea solurilor nisipoase cu mlul transportat de ap i de pe fundul blilor, ncorporarea unor cantiti mari de materie organic n straturi succesive, compactarea terenului cu tvlugul etc., reprezint importante mijloace pentru micorarea permeabilitii solurilor uoare n agricultura irigat.

n general, solurile irigabile trebuie s aib o permeabilitate mijlocie pentru ap. Dac solul are permeabilitatea prea mare, apa de irigaie se pierde fr folos n

profunzime, iar dac are permeabilitatea prea mic, apa bltete la suprafa. Infiltraia apei este un proces aflat n strns relaie cu permeabilitatea, referindu-se doar

la ptrunderea descendent a apei n sol, pe diferite ci, sub aciunea forei gravitaionale. Viteza de infiltraie este important n alegerea sistemului de amenajare, metodelor de

udare, elementelor tehnice ale udrii etc.

2.3.2. Capilaritatea solului

Este proprietatea solului prin care apa din pnza freatic se poate ridica la o anumit nlime datorit forei capilare.

Stratul de sol sau subsol care conine apa provenit din pnza freatic, prin intermediul forei capilare, se numete franj capilar.

Dac apa coninut n franjul capilar este consumat de ctre plante, prin absorbia rdcinilor, sau se pierde prin evaporaie la suprafaa solului, atunci apa cheltuit este nlocuit cu cantiti noi de ap ce se ridic prin fora capilar.

Capilaritatea solului se msoar n nlimea de ridicare a apei (nlimea frajului capilar). Ea depinde de textura solului i de cantitatea de sruri dizolvate n ap. Orientativ, pentru stabilirea nlimi de ridicare a apei freatice, se pot folosi datele din tabelul 2.1.

Tabelul 2.1 nlimea de ridicare a apelor freatice prin capilaritate

(dup O. Merculiev, 1986) Tipul textural de sol nlimea maxim de ridicare a

apei/cm Argilos 400-500 Argilo-nisipos, greu 300-400 Argilo-nisipos mijlociu 200-300 Argilo-nisipos uor 150-200 Nisipo-argilos 100-150 Nisipos 50-100 Capilaritatea este proprietatea fizic a solului de care trebuie s se in seama, cu

prioritate, n irigaie. Cnd franjul capilar se afl aproape de suprafaa solului, ca n cazul solurilor freatic

umede, aportul freatic contribuie la economisirea unei cantiti apreciabile de ap de irigaie. Aportul freatic poate ns contribui la srturarea solului prin depunerea nencetat pe

pereii capilarelor a srurilor coninute de apa freatic, de obicei mineralizat. Contactul apei de irigaie la nivelul franjului capilar cu apa freatic srturat are ca

urmare difuziunea srurilor n apa de irigaie i deci declanarea srturrii i n stratul ocupat de rdcini.

Capilaritatea solului are un rol important n umezirea freatic a solului, de care trebuie s se in seama la cultivarea plantelor n condiii de irigare.

Din punct de vedere al adncimii la care se gsete franjul capilar se deosebesc trei situaii diferite:

a) Franjul capilar este la suprafaa solului, determinnd umezirea excesiv a solului sau chiar srturarea lui n cazul cnd apa freatic este mineralizat.

Este cazul solurilor cu nivel ridicat al apei freatice. Aceste soluri, prin irigare, sunt expuse srturrii sau nmltinirii.

b) Franjul capilar atinge stratul n care se dezvolt rdcinile plantelor cultivate. Este cazul solurilor freatic umede la care nivelul apei freatice se gsete ntre 2-3 m (n

funcie de mrimea ascensiunii capilare). Reducerea normelor de irigaie i mpiedicarea pierderii apei n canalele de irigaie sunt

msurile indicate pe aceste terenuri. c) Franjul capilar este situat mai jos de stratul n care au ajuns rdcinile plantelor. Este cazul solurilor cu nivelul freatic la o adncime mai mare de 3-5 m i la care,

datorit aportului freatic, nu apar restricii de folosire a apei de irigaie. n general, solurile din prima categorie nu au nevoie de irigaie, ci de drenaj, eventual

de msuri pentru combaterea srturrii. Irigarea apare necesar pe solurile din ultima categorie ct i pe unele soluri din

categoria a doua, atunci cnd aportul freatic nu compenseaz deficitul de umiditate din precipitaii.

Trebuie avut n vedere c, datorit pierderilor de ap ce au loc prin infiltraie n sistemele de irigaie, se produce o ridicare treptat a nivelului freatic, ceea ce face ca solurile din categoria a doua s treac n prima categorie la scurt vreme dup introducerea irigaiei, iar solurile cu ap freatic situat la 5-10 m adncime s treac adeseori n categoria a doua.

Pentru prevenirea acestor situaii, urmate de cele mai multe ori, n climatele aride, de nmltinirea i srturarea secundar a solului, se impun msuri speciale de reducere a pierderilor de ap n sistemele de irigaie i de combatere a efectelor negative ale irigaiei, cu drenajul.

Cantitatea de ap pe care franjul capilar o pune la dispoziia plantelor trebuie avut n vedere la stabilirea normelor de irigaie.

2.3.3. Capacitatea de reinere a apei n sol

Este proprietatea solului de a reine i de a nmagazina apa. n funcie de condiiile de umezire a solului, apar mai multe trepte ale capacitii de reinere, exprimate prin indici hidrofizici caracteristici.

n practica irigaiei intereseaz n mod deosebit dou trepte ale capacitii de reinere a apei n sol i anume: pragul rezervei de ap inaccesibil plantelor (rezerva moart de ap) i capacitatea de cmp pentru ap.

Valorile celor dou trepte de capacitate sunt constante pe unul i acelai tip de sol i pot caracteriza solul din punct de vedere al proprietilor sale de reinere i de nmagazinare a apei. Ele se exprim n procente din masa solului uscat.

Limita inferioar a coninutului de umiditate pn la care plantele se mai pot nc aproviziona cu ap este determinat de coeficientul de ofilire (CO).

Coeficientul de ofilire reprezint coninutul de umiditate al solului la care plantele se ofilesc, fr s-i mai poat reface ulterior turgescena, chiar dac sunt puse ntr-o atmosfer saturat de vapori de ap.

Dup ultimele cercetri s-a constatat c acest coeficient de ofilire nu reprezint un singur punct, o valoare unic, deasupra creia plantele vegeteaz normal i sub care plantele se ofilesc, ci un ir de valori, adic un interval de ofilire.

Valorile cele mai mari ale intervalului corespund apariiei primelor semne de ofilire a plantelor, iar valorile cele mai mici, ofilirii permanente, adic morii plantelor.

Coeficientul de ofilire reprezint un punct convenional luat n cuprinsul acestui interval.

Valoarea coeficientului de ofilire depinde de numeroi factori, ntre care cei mai importani sunt: textura solului, coninutul n humus i coninutul n sruri. El variaz cu solul, iar pe acelai sol, cu orizontul genetic. Se determin pe adncimile de 0,5; 0,75; 1,0; 1,5 m.

Coeficientul de ofilire se determin: fie direct, n vase de vegetaie cu ajutorul plantelor, fie indirect, prin calcul, folosindu-se alt indice hidrofizic, coeficientul de higroscopicitate: CO = 1,5 x coeficientul de higroscopicitate.

Limita superioar a coninutului de ap pn la care plantele se pot aproviziona, este capacitatea maxim pentru ap a solului.

Dar, aa cum se tie, starea de umiditate corespunztoare capacitii maxime nu se menine dect foarte scurt timp n sol. Nu se menine nici chiar starea de umiditate corespunztoare capacitii capilare. Umiditatea din sol care se menine un timp mai ndelungat dect capacitatea capilar, este starea denumit capacitatea de cmp pentru ap a solului. Pentru irigaie este una dintre cele mai importante proprieti ale solului. Lipsa de date exacte asupra acesteia poate conduce la erori grave n aplicarea udrii n teren.

Capacitatea de cmp pentru ap a solului (CC) este cantitatea de ap care a rmas n sol dup ce acesta a fost mai nti saturat cu ap i apoi a pierdut prin infiltraie apa gravitaional i o parte a apei din capilarele mari, ajungnd la un echilibru aproape durabil al umiditii.

Aceast treapt a capacitii de reinere a solului nu cuprinde n sfera sa apa gravitaional, care este un timp prea scurt la dispoziia plantelor.

n condiii de irigaie, faza de echilibru a umiditii corespunztoare capacitii de cmp pentru ap este atins n general dup 48 ore de la udare, cnd solul a pierdut prin infiltraie normal apa gravitaional, precum i o parte din apa capilar mai uor mobil.

Valoarea capacitii de cmp depinde n primul rnd de textura i structura solului i de coninutul n substan organic.

Ea variaz cu solul i, la acelai sol, cu orizonturile genetice. Se determin n cmp pe straturi de 0,5 m; 0,75 m; 1 m i 1,5 m, dup metoda Kacinski

sau prin calcul: CC = 2,7 x coeficientul de higroscopicitate.

2.3.4. Determinarea rezervei de ap din sol

Pentru dirijarea corespunztoare a regimului de ap din sol prin irigare, este necesar s se urmreasc ndeaproape evoluia umiditii solului pn la adncimi de 1,50 m, n funcie de sistemul radicular al culturii.

Determinarea rezervei de ap din sol se realizeaz periodic, pe orizonturi genetice i se exprim n procente din greutatea solului uscat, care pot fi echivalate n procente de volum sau n uniti de volum, m3/ha (Plea I. i Florescu Gh., 1974), dup relaiile:

U% (volum) = U% (greutate) Gv; U (m3/ha) = 100 H Gv U% (greutate) sau U (m3/ha) = 100 H U% (volum);

n care: Gv = greutatea volumetric (t/m3) H = grosimea stratului de sol pentru care se caluleaz umiditatea (m).

Determinarea rezervei de ap din sol se poate face dup una dintre metodele: gravimetric, tensiometric, electrometric, neutronic, picnometric etc.

2.4. PRECIPITAIILE I TEMPERATURA - FACTORI CARE DETERMIN NECESITATEA IRIGRII

Irigaia este o msur agrotehnic de sporire a produciei, care trebuie extins numai acolo unde este necesar, altfel devine neeconomic i ridic nejustificat costul produiei.

ntre factorii care influeneaz necesitatea irigrii culturilor, un rol esenial revine factorilor climatici (precipitaiile, temperatura), alturi de factorii economici (cerine interne de produse agricole i posibilitile de export), de sol, plant etc.

2.4.1. Precipitaiile

Media anual de precipitaii, caracteristic pentru o anumit regiune constituie un criteriu, insuficient ns, pentru aprecierea necesitii irigaiei i pentru determinarea volumului de ap necesar a fi administrat prin irigaie culturilor agricole.

Se admite, n general, c la precipitaii medii anuale sub 250 mm nu este posibil cultivarea cu succes a plantelor agricole fr irigare, iar la precipitaii ntre 250-500 mm nu se pot realiza condiiile unei agriculturi intensive fr irigare. (Vl. Ionescu Siseti, 1971; Z. Nagy i E.Luca, 1994 etc.).

Avnd n vedere c pe glob 25% din suprafaa uscatului se gsete n climat arid (cu precipitaii sub 250 mm) i 30% n climat semiarid, (cu precipitaii ntre 250-500 mm), rezult c pe mai mult de jumtate din suprafaa globului, precipitaiile atmosferice sunt insuficiente pentru a asigura o producie agricol ridicat. De aici rezult importana i necesitatea irigaiei ca msur radical de sporire a produciei agricole. n ara noastr precipitaiile anuale sunt mai mici de 500 mm, pe 20% din teritoriu, ceea ce justific necesitatea extinderii irigaiei pe aceast suprafa.

N. Grumeza, O. Merculiev i C. Kleps (1989) au calculat pentru condiiile climatice din Cmpia de Vest a Olteniei nevoia de ap a diferitelor culturi agricole, exprimnd-o n necesar de precipitaii anuale. Astfel, consumul total de ap (medie pe perioada 1976-1985) oscileaz n jurul valorii de 700 mm/ha la porumb i soia, ntre 800-1000 mm/ha la lucern i ntre 750-800 mm la sfecla de zahr. La floarea-soarelui i cartof aeasta este de circa 600 mm/ha. n condiii obinuite, fr irigaie, valorile sunt n general mai reduse cu circa 50%.

Rezult c n regiunile unde se realizeaz cantitatea anual de precipitaii corespunztoare necesarului culturilor menionate, aceste culturi gsesc condiii de umiditate satisfctoare. Dar pentru satisfacerea nevoii de ap a plantelor nu este suficient s li se asigure cantitatea total necesar, fiind important mai ales modul de repartizare a apei n funcie de fazele de vegetaie. Plantele pot suferi de lips de ap chiar la medii anuale ridicate, dar nefavorabil distribuite, dup cum cerinele fa de umiditate pot fi satisfcute chiar la medii anuale mai reduse, ns favorabil repartizate.

n regiunile n care precipitaiile sunt concentrate n anotimpul rece sau n regiunile caracterizate printr-un regim pluviometric torenial, plantele nu pot beneficia de ntreaga cantitate de ap czut i vor suferi de secet.

ntruct caracterizarea regimului pluviometric prin mediile anuale, s-a dovedit, cel puin n condiiile rii noastre, ca sumar i imprecis, Botzan si Merculiev (1954-1955) au mprit precipitaiile n: 1. precipitaii din perioada cald a anului (aprilie-septembrie), numite convenional precipitaii de var i 2. precipitaii din perioada rece a anului (octombrie-martie), numite convenional precipitaii de iarn. Este un mijloc mai precis de caracterizare a regimului pluviometric, oferind posibiliti mai sigure de apreciere a nevoii de irigare.

Lund n considerare suma precipitaiilor de var, regiunea de cmpie a rii a fost mprit de Vlad Ionescu-Siseti n patru zone:

a) Zona cu precipitaii de var sub 200 mm, cuprinznd Dobrogea, blile Ialomiei i Brilei aproape n ntregime, poriuni mai reduse n sud-estul i nordul Brganului, precum i sudul Moldovei.

b) Zona cu suma precipitaiilor de var 200-250 mm, cuprinznd aproape toat Cmpia Dunrii, cmpia de sud a Moldovei i colul vestic al Cmpiei de Vest.

c) Zona cu suma precipitaiilor de var de 250-300 mm, ce cuprinde cea mai mare parte a cmpiei din vestul rii, Cmpia Transilvaniei, o fie din nordul Cmpiei Dunrii i o fie n Moldova, mai redus n sud-vest i mai extins n nord-est.

d) Zona cu suma precipitaiilor de var mai mare de 300 mm, cuprinde o fie, mai ngust sau mai lat, la poalele dealurilor. Aceast zon are o extindere mai mare n partea de nord-vest a Moldovei.

Un indiciu utilizat frecvent pentru caracterizarea condiiilor climatice ale unei regiuni i pentru aprecierea necesitii irigrii culturilor de cmp este reprezentat de perioada de secet.

Prin perioad de secet se nelege, n sens meteorologic, intervalul de cel puin 10 zile n jumtatea cald a anului i de cel puin 14 zile n jumtatea rece a anului, n care nu au czut deloc precipitaii. n medie pe ar sunt luate n considerare 5 perioade de secet, cu frecven maxim n Brgan, unde media este de 7 secete pe an. Pe litoralul Mrii Negre sunt semnalate 6-7 secete pe an. Numrul lor scade ctre nord-vestul i nordul rii unde numrul lor se reduce la dou sau unde sunt ani fr secet.

Durata medie a unei perioade de secet n ara noastr este de 18 zile, ajungnd la 20 zile n Brgan i scurtndu-se spre nordul rii.

Seceta meteorologic, aa cum s-a definit, poate avea semnificaie necorespunztoare din punct de vedere agricol i n special la irigarea culturilor, avnd n vedere c o ploaie mai mic de 5 mm nu ntrerupe de fapt o perioad de secet fiziologic i cu att mai mult o perioad de secet a solului. Dac nu se ine seama de ploile mici, care efectiv nu au nici un efect din punct de vedere agricol, tabloul secetelor din ar apare mult mai defavorabil. Acest fapt trebuie luat n considerare atunci cnd se apreciaz necesitatea introducerii irigaiei.

Astfel, s-a convenit s se utilizeze ca indice climatic seceta solului sau seceta agricol, care se definete ca intervalul de timp de cel puin 10 zile consecutive fr precipitaii mai mari de 5 mm sau succesive. Seceta solului este mai frecvent i mai mare dect seceta meteorologic.

Analiznd situaia din Brgan, se constat c numrul mediu al perioadelor de secet a solului, ce survin n decursul perioadei de vegetaie a plantelor (jumtatea cald a anului), este de 6, cu o durat medie de 23 de zile.

Determinnd durata i frecvena secetelor solului pe teritoriul agricol al rii, se obin nu numai date precise asupra zonelor bntuite de secet, dar, mai ales, datele cu privire la perioada din cursul anului cnd apare seceta, ceea ce are o deosebit importan n prezicerea regimului de irigaie a culturilor agricole.

2.4.2. Temperatura

Pentru determinarea zonelor de pe teritoriul rii cu deficit de umiditate i avizate pentru irigaie, este insuficient luarea n considerare numai a precipitaiilor, fie ca medie anual, fie ca medie din perioada de vegetaie a plantelor, fie sub aspectul lipsei precipitaiilor (secetele).

Deficitul de umiditate depinde i de ali factori, ntre care temperatura aerului, radiaia solar i intensitatea vntului. n ceea ce privete temperatura aerului, indicele cel mai caracteristic pentru identificarea zonelor avizate la irigaie este izoterma anotimpului de var care are n zona de cmpie o amplitudine cuprins ntre 18-22. Cu ct temperatura este mai mare, cu att consumul de ap al culturilor agricole (prin transpiraie i prin evaporaie) este mai mare iar gradul de folosire a precipitaiilor mai mic. Temperaturile cele mai ridicate se nregistreaz n sudul rii, temperaturi mijlocii n estul i vestul rii, iar temperaturi mai coborte n nord.

Izoterma de var de 22 desparte o fie de teren n lungul Dunrii, de la Turnu-Severin la Galai, lat de 10-40 km, i o alt fie pe malul drept al Dunrii, n Dobrogea, n dreptul blilor Ialomiei i Brilei. Acestea sunt zonele din ar cu cea mai mare ari, care creeaz adesea condiii defavorabile plantelor agricole, n special grului i porumbului, ale cror boabe

sufer cu regularitate de itvire, mai ales n cazul folosirii unor soiuri sau hibrizi nerezisteni la temperaturi ridicate.

Izoterma de var de 21 trece prin urmtoarele localiti: Turnu-Severin, Craiova, Bucureti, Buzu, Tecuci, mprind Cmpia Dunrii n dou pri aproximativ egale.

Izoterma de var de 20 delimiteaz aproape toat cmpia vestic, mai puin poriunea de nord; formeaz cu izoterma de var de 21 o fie mai mult sau mai puin lat (de 20-60 km) n cmpia Dunrii, spre zona deluroas, i delimiteaz n est toat cmpia sudic a Moldovei, pn n dreptul municipiului Iai. Izoterma de var de 20 se suprapune aproximativ cu linia care desparte zona de precipitaii de var de 200-250 mm de zona cu precipitaii de var de 250-300 mm.

Izoterma de var de 19 delimiteaz nordul cmpiei vestice, vestul Cmpiei Transilvaniei, trece pe la poalele dealurilor subcarpatice n cmpia Dunrii i delimiteaz ctre est cmpia nordic a Moldovei. Izoterma de var de 19 desparte n nordul Moldovei zona cu precipitaii de var de 250-300 mm de zona cu precipitaii mai mari de 300 mm.

Izoterma de var de 18 nfoar zona muntoas, delimitnd ctre est Cmpia Transilvaniei. Aceast cmpie este, prin urmare, mult mai rece dect restul zonei de cmpie a rii, gsindu-se ntre izotermele de var de 18 i 19.

Temperatura aerului, luat izolat, nu poate servi la precizarea necesitii irigrii culturilor de cmp, n schimb, constituie un element climatic complementar preios al regimului pluviometric, pentru stabilirea zonelor i gradului de necesitate a introducerii irigaiei M.Botzan, 1972; I.Plea, 1974; Z.Nagy, 1982; N.Onu, 1988; E.Luca, 1997).

2.5. PLANTA CA FACTOR N IRIGAIE

Exploatarea raional a sistemelor de irigaie presupune cunoasterea relaiilor sol-ap i, deopotriv, a modului cum influeneaz solul i apa dezvoltarea plantelor.

Un interes deosebit prezint cunoaterea caracteristicilor sistemului radicular al plantelor irigate, a modului de extragere a umidittii din sol, a consumului de ap al plantelor, a efectului nivelului de aprovizionare a solului cu ap (plafonul minim) asupra creterii i produciei, a perioadelor critice pentru ap etc.

Aprovizionarea plantelor cu ap se face prin intermediul sistemului radicular, un rol deosebit n absorbia apei i a substanelor nutritive avnd perii radiculari care ptrund printre particulele solide ale solului, stabilind un contact strns cu acestea. Datorit forei osmotice perii radiculari extrag umiditatea din pelicula de ap care nconjoar particulele de sol.

Aprovizionarea plantelor cu cantitile de ap necesare procesului de transpiraie este asigurat ca urmare a micrii capilare a apei ctre sistemul radicular i prin extinderea rdcinilor spre zonele cu sol umed.

Pentru a asigura aprovizionarea plantelor cu ap chiar i n cazul unor perioade de secet sau de aplicare a udrilor la intervale mai mari, este necesar s se asigure dezvoltarea unui sistem radicular ct mai bogat i ct mai profund.

Dei tipul de sistem radicular al plantelor reprezint un caracter ereditar, gradul de dezvoltare, masa, numrul i direcia de cretere a rdcinilor pot fi influenate. Apa influeneaz direcia de cretere a sistemului radicular, rspndirea pe orizontal i adncimea de ptrundere a rdcinilor.

n general, plantele i dezvolt un sistem radicular puternic, cnd solul este aprovizionat mijlociu cu ap. Multe plante i dezvolt un sistem radicular mai bogat i profund dac n primele faze de vegetaie rezerva de ap din sol este mai redus (B.D.Peters, R.I.Runkles, 1967; G.Storochshnabel, 1965, citat de Vlad Ionescu Siseti).

Dac solul este bine aprovizionat cu ap n primele faze de vegetaie, plantele nu-i mai dezvolt un sistem radicular puternic, n felul acesta udrile de aprovizionare pot frna

dezvoltarea sistemului radicular n adncime. Creterea sistemului radicular nceteaz cnd umiditatea se apropie de coeficientul de ofilire.

Avnd n vedere particularitile de cretere a sistemului radicular, regimul de irigare va trebui astfel stabilit nct s favorizeze dezvoltarea unui sistem radicular profund.

Astfel, nu se vor aplica udri n prima parte a perioadei de vegetaie, dect n anii foarte secetoi, cnd umiditatea solului este foarte sczut. n acest caz, se recomand s se aplice norme de udare mari pentru a umezi un strat de sol mai profind, cci altfel se favorizeaz dezvoltarea sistemului radicular numai n stratul superior al solului.

n regiunile mai umede, unde sistemul radicular se dezvolt n stratul superior al solului, este necesar ca n perioada de vegetaie s se aplice norme de udare mai mici (Z.Nagy, E.Luca, 1994).

2.5.1. Rspndirea rdcinilor i extracia umiditii

Aplicarea corect a udrilor necesit cunoaterea modului de rspndire a sistemului radicular n adncime i a cantitii de ap extras de la diferite adncimi. Prin udare se urmrete s se asigure umezirea solului pe adncimea de rspndire maxim a sistemului radicular.

De aceea, la calculul normelor de udare nu se va folosi adncimea maxim de dezvoltare a sistemului radicular, ci adncimea la care o plant matur i poate extrage cea mai mare parte din apa necesar.

Pe un sol uniform, bine aprovizionat cu ap, plantele extrag 40% din umiditate din sfertul superior de dezvoltare a rdcinilor, 30% din al doilea sfert, 20% din al treilea i 10% din ultimul sfert (I.Israelsen, 1965). Aceste cifre difer de la o plant la alta cu 10%. n mod normal umiditatea este consumat mai repede n partea superioar a solului din cauz c acolo concentrarea rdcinilor este maxim, iar condiiile de temperatur i aeraie sunt cele mai favorabile. n plus, evaporarea apei afecteaz ndeosebi stratul superior de sol. n cazul solurilor slab aprovizionate cu ap, extragerea umiditii este diferit, crescnd procentul de extragere din adncime.

2.5.2. Accesibilitatea apei pentru plante

Solul, datorit proprietilor hidrofizice, nmagazineaz o cantitate mare de ap, pe care o pune apoi la dispoziia plantelor.

Se cunoate, de asemenea, c solul nu poate pstra un timp ndelungat cantitatea de ap nmagazinat la un moment dat. O parte din aceasta se pierde prin evaporare, iar alt parte se infiltreaz n adncime sub aciunea forei gravitaionale. Un procent destul de ridicat din apa nmagazinat este inaccesibil plantelor, fiind reinut cu o for care depete puterea de absorbie a rdcinilor.

Apa accesibil plantelor se afl cuprins ntre coeficientul de ofilire i capacitatea de cmp. Acest interval al umiditii din sol poart numele de intervalul umiditii active (CC-CO) sau intervalul activ al umiditii i capacitatea de nmagazinare a solului pentru apa accesibil plantelor.

Cu ct intervalul activ al umiditii va fi mai mare, adic valorile celor dou limite sunt mai deprtate, cu att i capacitatea de nmagazinare a apei accesibile va fi mai mare. n aceste condiii, irigarea se desfoar foarte favorabil, fiind nevoie de udri puine i cu norme mari.

Intervalul umiditii active este diferit de la sol la sol, pentru c i limitele care-l determin sunt diferite.

n tehnica irigaiei se caut a se menine solul la o stare de umiditate corespunztoare unui fragment din intervalul activ: 1

2,

34

etc. din acest interval.

Cu ct umiditatea va fi mai apropiat de capacitatea de cmp, cu att plantele vor fi mai bine aprovizionate cu ap.

Trebuie s avem n vedere c unele grupe de plante au nevoie de o stare de umiditate mai mare, deci mai apropiat de capacitatea de cmp, altele de o stare de umiditate mai mic.

n prima categorie intr ierburile, iar n a doua cerealele. Plantele tehnice au cerine intermediare (V.Ionescu-Siseti, 1982; Z.Nagy, 1982; N.Onu, 1988; V.Budiu, 1992; E.Luca, 1997).

2.5.3. Plafonul minim al umiditii solului

Pentru desfurarea normal a proceselor fiziologice, pentru a se asigura o cretere i dezvoltare optim a plantelor, solul trebuie s aib pe toat adncimea de dezvoltare a masei principale de rdcini, un coninut optim de umiditate.

Coninutul optim de umiditate nu este acelai pentru toate plantele i pe toate tipurile de sol. Plantele mari consumatoare de ap pretind mai mult ap n sol, deci un coninut optim mai ridicat, dup cum alte plante, cele cu consum mic de ap, cer un coninut optim mai cobort.

Coninutul optim de umiditate pentru plante se situeaz ntre cele dou praguri ale umiditii accesibile, adic n limitele intervalului activ al umiditii.

Pentru a asigura condiii optime de via plantelor agricole, umiditatea n sol ar trebui s se menin, cu ajutorul irigaiei, la coninutul optim.

Tehnica actual a irigaiei nu permite ns meninerea continu n sol a unei umiditi optime i de aceea se recurge la stabilirea unei limite inferioare a umiditii optime, numite plafon minim de umiditate, sub care umiditatea nu trebuie s scad.

Este important de menionat c umiditatea solului, cuprins n intervalul activ al umiditii, este mai puin sau mai mult accesibil plantelor, dup cum coninutul de umiditate este mai apropiat sau mai deprtat de limita inferioar (coeficientul de ofilire).

Cu ct umiditatea din sol scade i se apropie de valoarea coeficientului de ofilire, cu att plantele vor cheltui mai mult energie pentru a absorbi apa necesar, avnd ca urmare stnjenirea unor funciuni fiziologice, n special cele legate de cretere. Prin urmare, valoarea plafonului minim nu este aceeai cu valoarea limitei inferioare a umiditii accesibile.

Numeroase date experimentale au demonstrat c plafonul minim este influenat de textura solului.

Fora de reinere a apei n sol, la acelai coninut de umiditate accesibil, difer de la un sol la altul, n funcie de textur. Astfel, n cazul n care solurile conin 75% din apa accesibil, fora de reinere este de circa: 2 atm. pe solurile argiloase, 1 atm. pe solurile lutoase i 0,5 atm. pe solurile nisipoase; la 50% ap accesibil fora de reinere este de aproximativ: 4,5 atm. pe solurile argiloase, 2,0 atm. pe cele lutoase i 0,7 atm. pe cele nisipoase; pentru ca la 25% ap accesibil fora de reinere va fi: 9,6 atm. pe soluri argiloase, 4,0 atm. pe cele lutoase i 2,0 atm. pe cele nisipoase.

Pe baza rezultatelor cercetrilor experimentale se recomand ca pe solurile grele s se ia n considerare, la irigare, un plafon minim mai sczut, iar pe cele uoare, unul mai ridicat.

Plafonul minim, n funcie de textura solului, se va calcula cu relaiile:

P.min. = CO + 23

(CC-CO) pentru solurile grele;

P.min. = CO + 12

(CC-CO) pentru solurile mijlocii;

P.min. = CO + 13

(CC-CO) pentru solurile uoare.

Meninnd rezerva de ap din sol ntre plafonul minim i capacitatea de cmp pentru ap a solului, plantele vor avea la dispoziie, n permanen, ap uor accesibil i un regim de aer favorabil, cuprins ntre 15-40% din volumul porilor. Se asigur astfel, satisfacerea cerinelor de oxigen ale rdcinilor i ale microflorei, a cerinelor de azot ale microorganismelor, ct i eliminarea bioxidului de carbon rezultat n urma proceselor biologice din sol.

Plafonul minim al umiditii solului constituie unul dintre elementele de baz ale irigaiei.

Urmrind prin analize periodice mersul umiditii din sol, se determin momentul udrii, atunci cnd umiditatea tinde s ajung la plafonului minim stabilit.

Plafonul minim se exprim, ca valoare relativ, n procente de umiditate din masa solului uscat.

Valoarea plafonului minim se raporteaz la valoarea capacitii de cmp pentru ap. Exprimarea plafonului minim, ca valori relative n procente din capacitatea de cmp, arat poziia acestuia fa de limita superioar a apei accesibile pentru plante.

Aceasta reprezint aproximativ 55-80% din capacitatea de cmp. n procente din masa solului uscat, pe diferite tipuri de sol, plafonul minim variaz ntre

10-23%. La principalele tipuri zonale de sol din Cmpia Brganului, plafonul minim al

umiditii solului, n procente din capacitatea de cmp, este de 56-70% la solurile uoare, de 71-73% la solurile mijlocii i de 76-80% la solurile grele (I.Plea, 1974; Z.Nagy, 1982; D.Murean, 1992; E.Luca, 1994).

2.6. CONSUMUL DE AP AL CULTURILOR IRIGATE

Viaa plantelor se desfoar normal doar cnd toi factorii de vegetaie sunt ntrunii i acioneaz simultan ntr-un raport optim.

Unul dintre factorii de vegetaie eseniali, care de cele mai multe ori se afl n cantitate insuficient pentru creterea i dezvoltarea normal a plantelor, este apa.

Reglnd alimentarea cu ap a plantelor prin sporirea umiditii din sol, irigarea influeneaz asupra factorului hran prin solubilizarea substanelor nutritive i prin mbunirea condiiilor de via ale microorganismelor din sol.

Aa cum se cunoate, apa intervine n procesele de fotosintez, absorbie i transpiraie. De asemenea, constituie regulatorul termic al plantei, prin fenomenul de transpiraie, i asigur turgescena celulelor. O cultur agricol, definit printr-un anumit numr de plante la unitatea de teren agricol, adic plante n condiii de producie, consum apa nu numai prin transpiraie (consum productiv), ci i prin evaporaie la suprafaa solului (consum neproductiv).

Consumul total de ap sau evapotraspiraia unei culturi agricole este suma dintre consumul productiv n transpiraia plantelor i pierderile neproductive, prin evaporaie, la suprafaa solului (M.Botzan, 1972; I.Plea, 1974; N.Grumeza, 1979; Z.Nagy, 1982; N.Onu, 1988; L.Rieul, 1992; E.Luca, 1994).

Consumul prin evaporaia direct a apei din sol este de 2-2,5 ori mai mare dect consumul prin transpiraia plantelor, jucnd un rol foarte important n bilanul de ap al culturilor agricole.

Micorarea pierderilor de ap prin evapotranspiraie direct din sol reprezint una dintre cile principale ale sporirii eficienei economice a culturilor irigate.

Consumul total de ap al unei culturi agricole depinde de planta cultivat i de condiiile naturale, respectiv de factorii climatici, de sol i de nivelul apei freatice, precum i de condiiile concrete ale culturii respective, de agrotehnica aplicat, inclusiv regimul de irigaie.

La cantitile de ap consumat prin transpiraie i pierdute prin evapotranspiraie la suprafaa solului se mai adaug cantitile de ap ce se pierd prin infiltraie n straturile mai profunde ale solului, precum i apa consumat de buruieni. n condiiile aplicrii unei agrotehnici corecte, aceste consumuri sunt minime, practic neglijabile.

Consumul de ap al unei culturi agricole se exprim n m3/ha sau n mm de ap i se poate referi la toat perioada de vegetaie sau la intervale mai scurte: pe 24 ore (consum diurn), pe sptmni, decade, luni, faze de vegetaie.

n tabelul 2.2 se prezint consumul total de ap la principalele culturi agricole, determinat n condiiile de step i silvostep ale Cmpiei Dunrii i n zona pdurilor de fag din Cmpia Transilvaniei (dup O.Merculiev, 1985 i Z.Nagy, 1992).

Tabelul 2.2 Consumul total de ap (valori orientative) la principalele culturi agricole (dup

O.Merculiev, 1985 i Z.Nagy, 1992) Consumul total de ap n m3/ha

Culturi agricole n step n silvostep n zona pdurilor de fag Gru de toamn 3500 3000 2800 Fasole 4000 3800 3850 Porumb 6400 5600 4700 Sfecl de zahr 6500 5500 5100 Cartofi 5300 5000 4500 Lucern anul I 6800 6300 5000 Lucern anul II 9200 6800 6000

n silvostep i n zona pdurilor de fag consumul total de ap este mai redus, datorit pierderilor neproductive mai mici dect n step.

Consumul zilnic de ap este variabil n decursul perioadei de vegetaie. La nceput este mai redus, apoi crete treptat, atingnd o valoare maxim n timpul fazei critice pentru umiditate, care, de obicei, coincide cu cele mai mari pierderi prin evaporaie din sol, datorit ariei i vnturilor din cursul verii, apoi scade treptat spre maturitatea plantei.

Mrimea valorii consumului zilnic de ap este de ordinul zecilor de metri cubi la hectar. Valorile consumului zilnic de ap la cteva culturi agricole este urmtorul: porumb 30-

70 m3/ha; cartofi 20-60 m3/ha; fasole 15-40 m3/ha; sfecl de zahr 30-70 m3/ha. Aceste valori se nregistreaz n anii normali, ncepnd din a doua jumtate a lunii iunie

i pn la sfritul lunii iulie sau sfritul lunii august. Cifrele au importan practic, indicnd, n limite aproximative, frecvena interveniilor

cu ap de irigaie, ntruct o norm obinuit de udare, de 600-700 m3 ap/ha, este epuizat n 10-14 zile.

Dac se raporteaz consumul total de ap al unei culturi agricole la producia obinut (produsul principal), se obine un indice - coeficientul de valorificare a apei - ce poate servi pentru caracterizarea cantitativ a modului de utilizare a apei.

n tabelul 2.3 sunt prezentate, n sintez valorile coeficientului de valorificare a apei la cteva culturi agricole irigate, n diferite zone ale rii (Z.Nagy, 1993).

Tabelul 2.3 Valorile coeficientului de valorificare a apei la cteva culturi

agricole irigate (Z.Nagy, 1993) Coeficientul de valorificare a apei m3/ha

Cultura irigat Perioada de

vegetaie considerat

n step moderat n silvostep

n zona pdurilor de fag

Grul de toamn 1 IV-1 VII 1,45 0,86 0,77 Fasole 1 V-15 VII 1,98 1,89 1,37 Porumbul 1 V-1 X 0,93 0,69 0,63 Lucern anul I 1 IV-1 X 0,81 0,57 0,14 Lucern anul II 1 IV-1 X 0,46 0,36 0,09 Sfecl de zahr 1 IV-1 X 0,13 0,12 0,09

Valorile mici, subunitare, ale coeficientului, indic o valorificare bun a apei i invers, valorile mari, supraunitare, indic o valorificare necorespunztoare a apei. Se constat c apa este valorificat mai bine n silvostep dect n step, datorit pirderilor neproductive mai mici.

Pe culturi, cea mai bun valorificare a apei o are lucerna, n special lucerna n anul II, urmat de sfecla de zahr, iar cea mai slab valorificare o are fasolea.

Prin ridicarea nivelului agrotehnic, scade treptat valoarea coeficientului de valorificare a apei, adic se mbuntesc condiiile de valorificare a apei.

Factorii agrotehnici care contribuie la sporirea produciei i, implicit, la valorificarea superioar a apei, sunt: cultivarea soiurilor i hibrizilor cu potenial ridicat de producie; aplicarea ngrmintelor n cantiti sporite; pregtirea corespunztoare a terenului pentru semnat; realizarea densitii optime la semnat; perfecta ntreinere a terenului pentru mpiedicarea evaporaiei i a creterii buruienilor.

Cunoaterea consumului de ap a culturilor agricole are o deosebit importan n agricultura irigat, ntruct servete la calcularea normelor de irigaie, la prognoza i avertizarea aplicrii udrilor.

Trebuie s se fac distincie ntre termeni, care definesc diferite forme ale consumului de ap (evapotranspiraie):

a. Evapotranspiraia real (E.T.R.) - reprezint consumul de ap realizat de o cultur agricol n condiii obinuite de aprovizionare cu ap, ntlnite n natur.

b. Evapotranspiraia real maxim (E.T.R.M.) - reprezint consumul total de ap al unei culturi agricole n condiiile unei aprovizionri optime a solului cu ap. Acest consum (E.T.R.M.) asigur o umezire optim pentru obinerea unei producii agricole maxime, n condiii economice.

c. Evapotranspiraia potenial (E.T.P.) - reprezint consumul total de ap al unei culturi agricole care formeaz un covor vegetal cu desime mare, de talie joas, uniform, n plin dezvoltare i dispunnd de ap din abunden.

Pentru calcularea elementelor regimului de irigare este important s se cunoasc evapotranspiraia real maxim (E.T.R.M.).

2.6.1. Metode pentru determinarea consumului de ap

Pentru determinarea consumului de ap, respectiv a necesarului de ap al unei culturi agricole, se folosesc metode indirecte i metode directe. Cele mai cunoscute se bazeaz fie pe coeficieni de transpiraie sau de consum, fie pe anumii factori climatici, care se determin n mod curent n staiunile meteorologice.

Metodele din prima categorie s-au dovedit mai puin precise datorit marii variaii a coeficienilor menionai n funcie de condiiile locale, agrotehnica aplicat etc.

Limitele ntre care pot varia coeficienii de transpiraie, (St. Pterfi i N. Slgean, 1972), sunt cuprinse ntre limitele: 250-1000 (gru 271-639; porumb 239-495; cartof 285-575; varz 250-600 etc.).

Stabilirea consumului de ap prin folosirea elementelor climatice constituie o preocupare veche a specialitilor. Metodele folosite n acest scop se bazeaz pe determinarea temperaturii aerului, pe deficitul de saturaie sau pe umiditatea absolut a aerului i bilanul termic.