СПОСОБ МЕЛИОРАЦИИ И УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПОЛИВОМ Российский патент 2009 года по МПК A01G25/00 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при поливах по бороздам и мелкодисперсным дождеванием.

Известен способ полива в предгорной зоне из самонапорной оросительной системы, включающий полив нижней части поливных участков перед поливом по бороздам дождеванием и полив нижних участков дождеванием дождевальными машинами кругового действия (А.с. 1471933 (СССР), М. Кл. A01G 25/00 / Э.Э.Маковский, И.А.Ким. - Опубл. 15.04.89. - Бюл. №14). Недостатком способа является отсутствие комбинированного полива по бороздам и дождеванием всего участка, повышающего качество полива.

Техническим результатом заявленного изобретения является повышение качества мелиорации поливных участков.

Заявленный технический результат достигается тем, что на группах участков полива, разделенных на верхнюю и нижнюю половины, создаются широкие грядки, стационарно расположенные на одном месте. Вдоль середины грядок проложены узкие траншеи, верхняя часть которых расположена в активном слое почвы и заполнена растительными остатками и навозом и отделена прослойкой из глины от нижней части, заполненной песком или гравием. Поверхность грядок выполнена с уклоном к середине грядок и мульчируется растительными остатками. Под поливными бороздами в активном слое почвы устанавливаются экраны, выполненные из полос полиэтиленовой пленки. Контроль высыхания почвы в нижнем и верхнем горизонтах активного слоя почвы проводится по показаниям датчиков влажности почвы, установленных в верхнем и нижнем горизонтах активного слоя почвы. Датчики влажности почвы выполнены в виде горизонтально уложенной пористой трубы, в середине которой натянут волос, соединенный с преобразователем изменения длины волоса в электрический сигнал, соединенный с блоком управления поливом. Полив нормой полива на увлажнение всего активного слоя проводится при уменьшении до заданного порога влажности почвы в нижнем горизонте активного слоя почвы, по бороздам с поочередной выдачей поливной нормы дробными частями в две группы поливных борозд. Полив дождеванием проводится при уменьшении влажности почвы в верхнем горизонте активного слоя почвы до заданного порога, причем орошение верхней и нижней половины поливных участков осуществляется с чередованием поливов из среднеструйных дождевальных насадок нормой полива на увлажнение верхней части активного слоя почвы, и мелкодисперсным дождеванием.

Способ осуществляет поддержание оптимального водно-воздушного режима почвы и температуры и влажности в активном слое почвы и приземном слое воздуха, предотвращает непроизводительные потери воды на глубинную фильтрацию.

На фиг.1 приведена схема системы мелиорации; на фиг.2 показан разрез почвы участка; на фиг.3 приведена схема интегрального датчика влажности почвы.

Система мелиорации содержит группы поливных участков 1, разделенных на верхнюю 2 и нижнюю 3 половины. На участках созданы стационарные широкие грядки 4, по середине которых проложены узкие траншеи 5, верхняя часть которых, расположенная в активном слое почвы, заполнена растительными остатками 6. Нижняя часть 7 узкой траншеи 5 отделена от верхней части узких траншей прослойкой глины 8, заполнена песком или гравием и является бесполостной дреной. Поверхность 9 широких грядок 4 мульчируется растительными остатками 10 и выполнена с небольшим уклоном к центру.

Оросительная сеть для полива участков по двум группам (четных и нечетных) поливных борозд 11 содержит магистральный трубопровод 12, соединенный через затворы 13 с поливными трубопроводами 14, расположенными под пахотным слоем почвы. Поливные трубопроводы 14 соединены с поверхностью 9 широкой грядки 4 патрубками 15 с гибкими наконечниками, через которые вода подается поочередно в две группы четных и нечетных поливных борозд 11. Под поливными бороздами 11 под пахотным слоем почвы проложены экраны 16, выполненные в виде полос полиэтиленовой пленки. Расположение грядок 4 и поливных борозд 11 стационарно. Расстояние между поливными бороздами, проложенными по краям грядок, составляет 1,2…1,8 м в зависимости от типа почвы.

Оросительная сеть для полива участков дождеванием содержит подводящий трубопровод 17, к которому через гидранты 18 подключается дождевальную машину 19 фронтального действия, на водопроводящем поясе которой установлены группа струйных дождевальных и группа мелкодисперсных дождевальных насадок 20.

На каждом участке полива установлено устройство управления поливом, включающее блок управления 21 поливом, который соединен линиями связи 22 с двумя интегральными датчиками 23 влажности почвы, один из которых установлен в верхнем горизонте активного слоя почвы, а другой - в нижнем горизонте активного слоя почвы. Блок управления 21 поливом содержит аккумулятор, контроллер, электронные ключи для подачи для подачи напряжения на датчик влажности, аналого-цифровой преобразователь сигналов датчиков влажности.

Интегральный датчик влажности почвы 23 выполнен в виде пористой трубы 24, уложенной в активном слое почвы параллельно поверхности почвы. Вдоль центральной оси трубы натянут человеческий или конский волос 25, соединенный с преобразователем 26 изменения длины волоса в электрический сигнал (например, реостатным преобразователем), соединенным линией связи 22 с блоком управления поливом 21.

Способ мелиорации реализуется следующим способом.

Осенью после уборки урожая почва вспахивается, на участках создаются грядки 4 с узкими траншеями 5, расположенными по середине грядок и заполненными растительными остаткам и навозом, бесполостные дрены под узкими траншеями, отделенные от траншей прослойкой глины или полосой полиэтиленовой пленки, и поливные борозды 11, под которыми укладываются экраны 16 из полос полиэтиленовой пленки. Поверхность грядок 4 выполняется с уклоном к середине грядок и мульчируется растительными остатками.

В зимне-весенний период в почве и узких траншеях 5 накапливается влага, и развиваются биологические процессы, повышающие плодородие почвы, а мульчирование поверхности грядок уменьшает потери влаги с поверхности почвы на испарение. Колеса поливной техники перемещаются только по поливным бороздам. Применяется только минимальная или «нулевая» обработка почвы на грядках.

В вегетационный период после посадки растений блок управления 21 осуществляет периодический контроль влажности почвы по показаниям двух интегральных датчиков 23 влажности почвы. При уменьшении влажности в нижнем горизонте активного слоя почвы участка до заданного порога блок управления 21 формирует сигнал о необходимости начала полива по бороздам нормой на увлажнение всего активного слоя почвы.

Поливальщик открывает затворы 13 поливных трубопроводов 14 поливного участка и вода по патрубкам 15 подается, например, в нечетные поливные борозды 11. После выдачи дробной части нормы полива в нечетные поливные борозды (например, половины поливной нормы), поливальщик перебрасывает патрубки в четные поливные борозды для выдачи такой же дробной части поливной нормы и т.д. После выдачи всей поливной нормы на увлажнение всего активного слоя в две группы борозд дробными частями почвы полив участка по бороздам прекращается и назначается полив по бороздам следующего соседнего участка.

В межполивной период сначала высыхает почва в верхнем горизонте активного слоя почвы. При уменьшении влажности в верхнем горизонте почвы ниже заданного порога по показаниям датчика влажности, установленного в этом горизонте, блок управления 21 формирует сигнал о необходимости начала полива нормой на увлажнение верхнего горизонта активного слоя почвы и освежительной нормой полива.

Этот полив проводится дождевальной машиной 19.

Сначала, например, в ночное время суток поливается нижняя половина 3 поливного участка 1 из струйных дождевальных насадок нормой полива на увлажнение верхнего горизонта активного слоя почвы. При этом вода, которая при дождевании не успевает впитаться в почву, стекает в узкие траншеи 5, заполненные растительными остатками и навозом и накапливается там, что позволяет также предотвратить возникновение луж и корки на поверхности грядок. Верхняя половина 2 поливного участка 1 поливается в дневное время суток освежительной нормой полива из мелкодисперсных дождевальных насадок. После полива участка дождевальная машина осуществляет обратное движение с изменением порядка выдачи норм полива на обе половины поливного участка, при котором половина участка, политая освежительной нормой, поливается увлажнительной нормой и наоборот, половина участка, политая освежительной нормой, поливается увлажнительной нормой.

После полива участка дождеванием дождевальная машина переводится на полив соседнего участка, полив которого по бороздам проводился после полива по бороздам предыдущего участка, и при высыхании на этом участке верхнего горизонта активного слоя почвы ниже заданного предела начинает полив его дождеванием, аналогично поливу предыдущего участка.

Аналогичным образом осуществляется полив всей группы участков или только двух поливных участков образующих группу.

Во время вегетационного периода при прополке прополотые сорняки укладываются поверх узких траншей 5 и рядов растущих культурных растений.

Глубокая вспашка почвы с внесением органических удобрений, создание грядок 4, узких траншей 5 и поливных борозд 11 осуществляется только в первый год организации на участке мелиоративной системы. При проведении сельскохозяйственных и мелиоративных работ колеса сельскохозяйственной техники перемещаются только по поливным бороздам, уплотняя их поверхность. Прополка сорняков в бороздах осуществляется, механизировано (культивацией борозд) или вручную. Растительные остатки, уложенные на поверхности грядок, препятствуют прорастанию сорняков, и поэтому прополка сорняков на грядках проводится вручную без больших затрат труда. Одновременно при культивации борозд уничтожаются сорняки, прорастающие в бороздах, одновременно на краю грядок создаются валики, предотвращающие вытекание воды из борозд на грядки. После уборки урожая проводится мульчирование растительными остатками поверхности грядок. Кроме того, осуществляется правка поливных борозд. Вспашка почвы участков в последующие годы больше не производится.

Способ мелиорации и устройство управления поливом позволяют: минимизировать затраты на обработку почвы и борьбу с сорняками;

- осуществлять надежный полив по бороздам из подземных поливных трубопроводов и микрогидрантов, не мешающих работе сельскохозяйственной техники;

- увеличить длину поливных борозд; рассредоточить выдачу поливных норм, поддерживать оптимальную влажность в активном слое почвы;

- повысить равномерность увлажнения почвы на грядках, увеличить ширину грядок и расстояние между поливными бороздами;

- уменьшить диаметры поливных трубопроводов и стоимость оросительной сети для полива по бороздам; свести к минимуму непроизводительные потери воды на глубинную фильтрацию и испарение;

- предотвратить слитизацию, переуплотнение почвы на грядках поднятие уровня залегания грунтовых вод и поступление их в активный слой почвы;

- улучшить аэрацию почвы и микроклимат в приземном слое воздуха;

- уменьшить колебания влажности и температуры приповерхностного слоя почвы;

- активизировать природные биологические процессы в приповерхностном и во всем активном слое почвы, повышающие ее плодородие;

- выращивать экологически чистую сельскохозяйственную продукцию; повысить урожайность сельскохозяйственных культур.

Для осуществления мелиорации группы участков полива разделяют на верхнюю и нижнюю половины. На участках создают стационарные широкие грядки. Вдоль середины грядок выполняют узкие траншеи, верхняя часть которых расположена в активном слое почвы и заполнена растительными остатками и навозом и отделена прослойкой из глины от нижней части, заполненной песком или гравием. Поверхность грядок выполнена с уклоном к середине грядок и мульчируется растительными остатками. Под поливными бороздами в активном слое почвы устанавливаются экраны, выполненные из полос полиэтиленовой пленки. Контроль высыхания почвы в нижнем и верхнем горизонтах активного слоя почвы проводится по показаниям датчиков влажности почвы, установленных в верхнем и нижнем горизонтах активного слоя почвы. Датчики влажности почвы выполнены в виде горизонтально уложенной пористой трубы, в середине которой натянут волос. Волос соединен с преобразователем изменения длины волоса в электрический сигнал, соединенный с блоком управления поливом. Полив дождеванием проводится при уменьшении влажности почвы в верхнем горизонте активного слоя почвы до заданного порога. Изобретение обеспечивает повышение качества мелиорации поливных участков. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ мелиорации, включающий комбинированный полив по бороздам и дождевание участков с широкими стационарными грядками, имеющими узкие траншеи, проложенные вдоль их середины и заполненные растительными остатками и навозом, и назначение полива нормой на увлажнение всего активного слоя по показаниям интегрального датчика влажности, установленного в нижнем горизонте активного слоя почвы, и нормой полива на увлажнение верхнего горизонта активного слоя почвы по показаниям интегрального датчика влажности, и установленного в верхнем горизонте активного слоя почвы, отличающийся тем, что поливные участки с грядками и поливными бороздами разделены на верхнюю и нижнюю половины, попеременно поливаемых по бороздам и дождеванием, поверхность грядок, мульчируемых растительными остатками, выполняется с уклоном к центру грядок, а узкие траншеи, проложенные по середине грядок, разделяются на две части, причем их верхняя часть, расположенная в активном слое почвы, заполнена растительными остатками и навозом, а нижняя, отделенная от верхней части прослойкой из глины и полосой полиэтиленовой пленки, заполняется песком или гравием, полив участков поливной нормой на увлажнение всего активного слоя почвы проводится при достижении заданного нижнего порога влажности, в нижнем горизонте активного слоя почвы полив участка осуществляется по бороздам с выдачей поливной нормы дробными частями поливом поочередно в две группы борозд, а полив верхней и нижней половин участков дождеванием проводится при достижении заданного нижнего порога влажности в верхнем горизонте активного слоя почвы с чередованием выдачи нормы полива на увлажнение верхнего горизонта активного слоя почвы обычным дождеванием и освежительной нормы мелкодисперсным дождеванием.

2. Устройство мелиорации для реализации способа по п.1, включающее блок управления, соединенный входами с датчиками влажности почвы, установленными в верхнем и нижнем горизонте активного слоя почвы, отличающееся тем, что датчики влажности почвы выполнены в виде уложенной горизонтально в активном слое почвы пористой трубы, в центре которой натянут волос, соединенный с преобразователем изменения длины волоса в электрический сигнал, соединенным с блоком управления поливом.