Оптимално райониране на напоителните норми при променящия се климат в България | Optimal regional irrigation requirements under changing climate in Bulgaria

保加利亚语. Нетните напоителни норми (NIR, mm), които задоволяват напълно нуждите на селскостопанските култури, са в основа за проектирането и управлението на напоителните системи. Традиционно, в българската практика се използват поливните режими и напоителните норми на Захариев и колектив (1986), които се основават на полски експерименти, проведени през периода 1950-1980 и на евапотранспирацията на културата, изчислена по уравнението на Делибалтов. Публикуваната книга на Захариев се състои от таблици с информация за 31 култури и 97 поливни района, които са използвани за проектирането и експлоатацията на националните напоителни системи до 1990г. В случая са взети предвид годините с обезпеченост на напоителната норма PI=10, PI=25 и PI=50%. Установените климатични промени и тенденции към засушаване предизвикват несигурност в управлението на напояването. За справяне с проблема са осъществени симулации с модела на поливния режим WinISAREG за условията на миналия (1950-1980) и настоящия (1951-2004) климат за обединени агроклиматични AC райони. При предишни изследвания WinISAREG беше калибриран за царевица на основата на данни от дългосрочни експерименти, проведени в полета представляващи разнообразни почвени, климатични и управленчески условия при напояването. Оптималните AC райони са дефинирани на основата на осреднената сумарна еталонна евапотранспирация за юли и август EToJul-Aug за периода 1951-2004. По този начин средната сумарна EToJul-Aug е приложена за обединяването на напоителни райони на “Захариев“ в пет агроклиматични (АC) райони и е използвана за индикатор на регионалната нетна напоителна норма NIR (табл. 1). Влиянието на свойствата на почвата върху нуждите от напояване са характеризирани чрез използваемия воден запас TAW, mm m-1, който е “нисък” ако TAW=116 mm m-1, “среден” ако 136<TAW<157 и “висок”, когато 173<TAW<180 mm m-1. Съответните NIR, mm, за периода 1951-2004 са изчислени чрез приложение на модела WinISAREG за групите почви с нисък и висок TAW във всеки АC район. Резултатите показват, че когато средната сумарна EToJul-Aug нараства от 260 до 330 mm, нетната напоителна норма на царевица NIR за почвите с “нисък” TAW се увеличава от 160 на 310 mm през “средната” година (PI=50%). Това съществено нарастване отразява влиянието на климатичното разнообразие в земеделските територии на България върху напояването на царевицата. По отношение на миналия климат 1951-1980, традиционните напоителни норми на „Захариев” са обединени и сравнени със симулираните (табл. 2). Резултатите показват, че нуждите от напояване по “Захариев“ са в диапазона на изменение на NIR, установени чрез приложението на модела в повечето случаите. В заключение, симулираните NIR покриват по-широк диапазон на колебания отколкото съответните норми на “Захариев“, т.е. моделът отчита по-добре влиянието на климатичните промени и на разликите във водозадържащия капацитет на почвата TAW. Съставени са и карти на изчислените NIR с обозначено местоположение на Метеорологичните станции, Поливните и Микроклиматични райони, които онагледяват резултатите от изследването. Те показват ясно настъпилите промени в очертанията на “влажните“ и “сухи“ зони, характеризирани чрез съответната нетна необходимост от напояване NIR на територията на страната през “средна“ (1970), “умерено-суха“ (1981) и “най-суха“ (2000) година за 54-годишен период.

英语. Net irrigation requirements (NIR, mm) that fully satisfy crop development and yield formation are basic in irrigation systems’ design and management. Traditionally, Bulgarian practice used to adopt the irrigation scheduling and demands developed by Zahariev et al. (1986) that were based on field experiments carried out in the period 1950-1980 and crop evapotranspiration computed by Delibaltov’s equation. The book consists of tables providing information on 31 crops and 97 irrigation regions (IR) used in design and exploitation of the national irrigation systems till 1990. Years having probability of occurrence of irrigation depth PI=10, PI=25 and PI=50% were considered. Detected climate change and drought aggravation however create uncertainties for irrigation management. To cope with them, simulations were performed for past (1950-1980) and present (1951-2004) weather conditions relative to unified agroclimatic AC regions. In former studies the irrigation scheduling simulation model WinISAREG was calibrated for maize using data from long-term experiments carried out in fields representing diverse soil, climate and management conditions for maize irrigation. Optimal АC regions were defined on the grounds of the average reference evapotranspiration totals for July-August EToJul-Aug relative to the period 1951-2004. Thus, average total EToJul-Aug was an indicator of regional NIR and used in “Zahariev” irrigation regions unification into agroclimatic (АC) regions (table 1). The impacts of soil properties on irrigation requirements were characterised by total available soil water TAW, mm m-1, being “small” if TAW=116 mm m-1, “average” if 136<TAW<157 and “large” when 173<TAW<180 mm m-1. Respective NIR, mm, relative to the period 1951-2004 were computed by model application to soil groups of small and large TAW in each АC region. Results indicate that when average total EToJul-Aug increase from 260 to 330 mm, net irrigation requirements NIR in “average” demand year (PI=50%) increase from 160 to 310 mm for soils of “small” TAW . Such substantial increase reflects the impact of climate diversity in Bulgarian plains on maize irrigation. Relative to past weather 1951-1980 (table 2), unified conventional irrigation depths were compared to those simulated. Results showed that “Zahariev” irrigation requirements were in the range of NIR derived by model application in most of the cases. It was concluded that simulated NIR covered a lager range than that of “Zahariev” estimates since the model took better into account the impact of climate change and different soil water holding capacity TAW. Compiled maps of computed NIR, Meteorological Stations, Irrigation and Macroclimatic regions illustrate the findings of the study. They make clear the position of “wet” and “dry” zones and respective irrigation requirements over the country territory during “the average demand” 1970, “the moderately dry” 1981 and “the very dry” 2000 in the 54-year period.