СПОСОБ УВЛАЖНЕНИЯ ПОЛИВНЫХ УЧАСТКОВ ЖИВОТНОВОДЧЕСКИМИ СТОКАМИ Российский патент 2010 года по МПК A01G25/00 

Изобретение относиться к сельскому хозяйству и может быть использовано при орошении сельскохозяйственных культур.

Известно устройство для аэрации почвы (Патент 7096968 ВВ, US, МПК8 А01 45/02 /Maas David R., Bjorge Scott W.), содержащее дуговые режущие зубья, формирующие в почве карманы для аэрации.

Недостатком устройства является неиспользование его для увлажнения почвы и повышение уровня доступной влаги для растений.

Известен активатор структурированной воды (например, тангенсальный усилитель вихря, разработанный Фланаганом или аквадиск) (Андреев Ю. Вода - наместник Бога на Земле. - Спб.: Питер, 2007. - С.102-103 и С.50). Установка позволяет улучшить структуру воды, повысить биологическую активность воды. При поливе структурированной водой повышается урожайность сельскохозяйственных культур. Вращение воды в активаторе (там же, с.199) вправо приводит к сдвигу кислотно-щелочного равновесия в щелочную сторону (получение «живой» воды), а вращение влево - к сдвигу в кислотную сторону (получение «мертвой» воды). Мертвая вода может быть использована для обеззараживания, а «живая» - для ускорения заживления ран и т.д.

Недостатком описанного способа является неиспользование структурированной воды для обеззараживания и активизации биологических процессов в животноводческих стоках на поливных участках.

Известен способ повышения плодородия почвы, основанный на внесении в почву с поливной водой препарата на основе органических бактерий (эффективных микроорганизмов). Препарат создан доктором Теруо Хига, профессором Университета Хига на Окинаве (Эмото, М. Тайная жизнь воды. - Мн.: «Попурри», 2006. - С.67). Поливая этим раствором землю, можно получить высокий урожай сельскохозяйственных культур без применения химикатов и искусственных удобрений. При обработке загрязненной воды препаратом, она становится пригодной для питья. Препарат можно использовать даже для борьбы с диоксином, выделяющимся при сжигании мусора.

Недостатком применения данного способа является то, что он не использовался для обеззараживания животноводческих стоков и повышения эффективности влияния органических удобрений на плодородия почвы.

Известен способ мелиорации поливных участков при близком залегании грунтовых вод (Патент 761 KG, МПК7 А01G 25/00 /А.И.Ким, И.И.Ким. - Опубл. 31.03.2005. - Бюл. №3), при котором полив участков осуществляется по уплотненным поливным бороздам по дискретной технологии с переменным расходом поливных струй и с увеличением пауз между импульсами, подаваемыми в борозды, до одних суток.

Недостаток способа заключается в том, что при поливе по бороздам животноводческими стоками возможно загрязнение поверхности почвы болезнетворными организмами.

Известна система мелиорации при близком залегании грунтовых вод и увлажнении почвы животноводческими стоками (Патент 783 KG, МПК7 А01G 25/16 /А.И.Ким, И.И.Ким - Опубл. 30.06.2005. - Бюл. №6). Система содержит водоподающий трубопровод, узкие траншеи с растительными остатками и навозом, проложенные вдоль середины грядок и накрытые полосой полиэтиленовой пленки. Узкие траншеи экранированы от нижележащих слоев почвы мелиоративной пленкой в форме лотка с перегородками, вдоль краев грядок проложены узкие бесполостные дрены.

Недостатком системы является недостаточное увлажнение приповерхностного слоя почвы, а также неиспользование для увлажнения почвы структурированной воды, повышающей урожайность сельскохозяйственных культур и активизирующей жизнедеятельность почвенных организмов.

Техническим результатом заявленного изобретения является повышение качества мелиорации и экологически безопасная утилизация животноводческих стоков и навоза на поливном участке.

Заявленный технический результат достигается тем, что система увлажнения поливных участков животноводческими стоками содержит источник орошения, водозаборное сооружение, соединенное с входом самонапорного трубопровода, выход которого соединен с входом первого магистрального напорного трубопровода и входом активатора структурированной воды, первый выход которого соединен с входом первого магистрального напорного трубопровода, а второй выход - с первым входом смесителя животноводческих стоков с водой, выход которого соединен с входом второго магистрального трубопровода.

Увлажнение верхнего горизонта активного слоя почвы осуществляется по бороздам из поливных трубопроводов, соединенных через затворы с первым магистральным трубопроводом. Увлажнение нижнего горизонта или всего активного слоя почвы осуществляется животноводческими стоками, подаваемыми из поливных трубопроводов, соединенных через затворы со вторым магистральным трубопроводом, в лотки, установленные в нижней части узких траншей с навозом, проложенных посередине грядок в активном слое почвы. В поливную воду и животноводческие стоки добавляется структурированная вода и препарат с эффективными микроорганизмами.

Между траншеями с навозом и поливными бороздами в верхнем горизонте активного слоя почвы проложены взрыхленные полосы с лунками с биогумусом.

В первую фазу периода вегетации растений основная часть корневой системы растений распространена в верхнем горизонте активного слоя почвы. Увлажнение верхнего горизонта активного слоя почвы поддерживается в пределах оптимальной влажности для роста растений поливом по бороздам, а нижнего горизонта активного слоя почвы - в пределах влажности, оптимальной для улучшения структуры почвы, увлажнением животноводческими стоками из лотков, установленных в нижней части траншей с навозом.

Во второй фазе периода вегетации во всем активном слое почвы поддерживается влажность, оптимальная для роста растений и их корневых систем.

В третьей фазе периода вегетации, при развитой корневой системе растений, в верхнем горизонте активного слоя почвы поддерживается влажность, оптимальная для восстановления структуры почвы, а нижний горизонт активного слоя почвы увлажняется в пределах влажности, благоприятной для роста растений. При этом увлажнение активного слоя почвы осуществляется из лотков, капиллярным увлажнением почвы животноводческими стоками, либо при недостаточности этого увлажнения, дополнительным поливом по бороздам.

На фиг.1 приведена схема системы увлажнения поливных участков животноводческими стоками; на фиг.2 - разрез почвы на первом поливном участке; на фиг.3 - схема установки лотков в нижней части узких траншей с навозом.

Система увлажнения поливных участков животноводческими стоками содержит источник орошения 1, водозаборное сооружение 2, соединенное с входом самонапорного трубопровода 3, выход которого соединен через затвор 4 с входом первого магистрального напорного трубопровода 5, уложенного по максимальному уклону местности.

Выход самонапорного трубопровода 3 соединен через затвор 6 с активатором структурированной воды 7, первый выход которого соединен через затвор 8 с входом первого магистрального напорного трубопровода 5, а второй выход - с первым входом смесителя 9, второй вход которого соединен с выходом насоса 10 для подачи стоков из накопителя 11 обеззараженных животноводческих стоков животноводческого комплекса 12, а выход - через затвор 13 с входом второго магистрального трубопровода 14.

С первым магистральным трубопроводом 5 через затворы 15 соединены первые поливные трубопроводы 16 с микрогидрантами 17 для подачи воды в поливные борозды 18, проложенные по краям стационарных широких грядок 19. Под поливными бороздами 18 проложены полосы экранирующей пленки 20.

Ко второму магистральному трубопроводу 14 через затворы 21 подключены вторые поливные трубопроводы 22 с микрогидрантами 23 для подачи животноводческих стоков в траншеи с навозом 24, проложенные посередине грядок 19 и накрытые сверху пленкой 25, которая может пропускать воздух.

Между траншеями с навозом 24 и поливными бороздами 18 в приповерхностном слое почвы проложены узкие взрыхленные полосы 26 с лунками 27 с биогумусом.

В нижней части траншей с навозом 24 горизонтально уложены лотки 28 с перегородками 29, в верхней части которых сделаны отверстия 30. Лотки 28 могут быть выполнены из мелиоративной пленки. В последнем лотке 28 установлен датчик уровня животноводческих стоков 31, соединенный с радиопередатчиком 32.

На первом водораспределительном узле системы установлен блок управления 33, соединенный с радиоприемником 34, датчиком влажности 35 верхнего горизонта активного слоя почвы и датчиком влажности 36 нижнего горизонта активного слоя почвы.

Способ увлажнения поливного участка животноводческими стоками реализуется следующим образом.

На поливном участке создаются стационарные широкие грядки 19. Посередине грядок 19 прокладываются траншеи 24. В нижней части траншей 24 устанавливаются лотки 28 с перегородками 29, в верхней части которых сделаны отверстия 30 для перетекания животноводческих стоков. В последнем лотке устанавливают датчик уровня животноводческих стоков 31 в лотке 28. Траншеи 24 заполняют навозом, вносятся дождевые или калифорнийские черви и препараты, содержащие культуры азотофиксирующих и эффективных микроорганизмов. Затем траншеи 24 накрывают пленкой 25.

По краям стационарных широких грядок 19 создают стационарные поливные борозды 18. Посередине между поливными бороздами 18 и траншеями 24 в приповерхностном слое почвы прокладывают взрыхленные полосы 26 с лунками 27, заполненными биогумусом. Рядом с лунками 27 или в лунки высаживают семена растений или рассаду.

Вегетационный период делится на три фазы. В первой фазе периода вегетации корневая система растений в основном сосредоточена в верхнем горизонте активного слоя почвы. Во второй фазе периода вегетации корневая система растений распространяется в активном слое почвы. В третьей фазе периода вегетации происходит созревание растений.

В начале вегетационного периода блок управления 33 проводит контроль влажности почвы по сигналам датчиков влажности почвы 35 и 36 в верхнем и нижнем горизонтах активного слоя почвы.

В первой фазе периода вегетации, при уменьшении влажности в верхнем горизонте активного слоя почвы до нижнего уровня влажности, оптимальной для роста растений, назначается полив нормой на увлажнение верхнего и нижнего горизонта почвы до уровня 0,9 НВ. Полив проводится по бороздам 18 структурированной поливной водой с дискретной выдачей поливной нормы.

В нижнем горизонте активного слоя почвы влажность поддерживается на уровне, оптимальном для сохранения и улучшения структуры почвы (например, 0,5…0,6 НВ) увлажнением из лотков 28.

При первом поливе в структурированную поливную воду и животноводческие стоки может вноситься также препарат с эффективными микроорганизмами.

Поливальщик открывает затворы 4 и 6 на заданный расход. При этом часть поливного потока проходит через активатор структурированной воды 7, который затем соединяется с потоком воды, подаваемым в первый магистральный трубопровод 5. Вода из первого магистрального трубопровода 5 подается в первые поливные трубопроводы 16 и затем через микрогидранты 17 в поливные борозды 18 участков при поочередном открытии затворов 15.

При уменьшении влажности почвы в нижнем горизонте активного слоя почвы до нижнего уровня оптимальной влажности, благоприятного для улучшения структуры почвы, назначается полив животноводческими стоками. В этом случае поливальщик закрывает затвор 8 и открывает затвор 13, включает насос 10, и обеззараженные животноводческие стоки из смесителя 9, смешанные со структурированной водой, подаются во второй магистральный трубопровод 14. Подача животноводческих стоков во второй поливной трубопровод 22 и затем через микрогидранты 23 в лотки 28 осуществляется поочередным открытием затворов 21.

Животноводческие стоки накапливаются в лотках 28, перетекая из одного лотка в другой. При достижении заданного уровня животноводческих стоков в последнем лотке, датчик 31 подает сигнал передатчику 32, который подает радиосигнал. Радиоприемник 34 принимает сигнал и подает сигнал блоку управления 33, который подает сигнал на прекращение подачи животноводческих стоков в лотки 26 и запоминает длительность импульсов их подачи. Аналогичным образом поливальщик поочередно открывает другие затворы 21 для выдачи определенной нормы поливных стоков на остальные участки.

Между поливами увлажнение активного слоя почвы осуществляется влагой, накопленной в лотках, которая по капиллярам поступает нижний и верхний горизонты активного слоя почвы.

Во второй фазе вегетационного периода увлажнение активного слоя почвы проводят поливом животноводческими стоками с чередованием полива животноводческими стоками с поливом по бороздам для поддержания оптимальной влажности почвы, благоприятной для роста растений и их корневой системы.

В третьей фазе вегетационного периода увлажнение активного слоя почвы производят из лотков, поддерживая в нижнем горизонте влажность, благоприятную для роста растений, а в верхнем горизонте - влажность, благоприятную для улучшения структуры почвы. При недостаточности капиллярного увлажнения верхнего горизонта из нижнего горизонта активного слоя почвы, проводится дополнительный полив по бороздам.

Через год или два (в зависимости от скорости превращения навоза в биогумус) биогумус, образовавшийся в траншеях, извлекается на поверхность грядок, и траншеи заново наполняются навозом. Биогумус перемешивается с приповерхностным слоем почвы при ее рыхлении и вносится в узкие взрыхленные полосы, расположенные в верхнем горизонте активного слоя почвы между траншеями и поливными бороздами.

Использование при поливе структурированной воды позволяет активизировать жизнедеятельность почвенной флоры и фауны, повышающей плодородие активного слоя почвы. Создание траншей посередине грядок с лотками для утилизации навоза и животноводческих стоков с внесением в навоз азотофиксирующих и эффективных микроорганизмов и дождевых (калифорнийских) червей позволяет утилизировать их без нанесения вреда окружающей среде и активизировать в активном слое почвы биологические процессы, повышающие его плодородие. Поддержание влажности в нижнем горизонте активного слоя почвы в первой части вегетационного периода и в третьей части вегетационного периода на уровне, благоприятном для улучшения структуры почвы, позволяет восстановить структуру почвы, нарушаемую при проведении поливов. Создание на грядках в верхнем горизонте активного слоя почвы узких взрыхленных полос с лунками с биогумусом, улучшает аэрацию почвы, обеспечивает накопление поливной воды в почве, повышает ее доступность растениям и снижает их заболеваемость. Полив по бороздам малыми нормами, полосы пленки под поливными бороздами улучшают боковую фильтрацию воды, обеспечивают хорошее увлажнение приповерхностного слоя почвы и устраняют потери поливной воды на глубинную фильтрацию при поливе по бороздам.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при орошении сельскохозяйственных культур. Изобретение позволяет повысить качество мелиорации активного слоя почвы и обеспечить экологически безопасную утилизацию животноводческих стоков и навоза на поливном участке. Способ увлажнения поливных участков животноводческими стоками заключается в том, что увлажнение почвы осуществляют с добавлением в поливную воду и животноводческие стоки структурированной воды и эффективных микроорганизмов. Увлажнение верхнего горизонта активного слоя почвы в первую фазу вегетационного периода проводят поливом по бороздам с поддержанием влажности в этом горизонте в пределах оптимальной для роста растений. Увлажнение нижнего горизонта активного слоя почвы проводят увлажнением почвы животноводческими стоками из лотков, установленных в нижней части траншей с навозом, проложенных посередине стационарных широких грядок в активном слое почвы, с поддержанием влажности, оптимальной для улучшения структуры почвы. Во второй фазе вегетационного периода в активном слое почвы поддерживают влажность, благоприятную для роста растений, причем верхний горизонт активного слоя почвы увлажняют поливом по бороздам, а нижний горизонт активного слоя почвы - животноводческими стоками из лотков. В третьей фазе вегетационного периода увлажнение верхнего горизонта активного слоя почвы поддерживают на уровне влажности, благоприятной для улучшения структуры почвы, а нижнего горизонта активного слоя почвы - животноводческими стоками на уровне влажности, благоприятной для роста растений. 3 ил.

Способ увлажнения поливных участков животноводческими стоками, заключающийся в том, что проводят полив участков по бороздам и внесение в почву эффективных микроорганизмов, отличающийся тем, что увлажнение почвы осуществляют с добавлением в поливную воду и животноводческие стоки структурированной воды и эффективных микроорганизмов, причем увлажнение верхнего горизонта активного слоя почвы в первую фазу вегетационного периода проводят поливом по бороздам с поддержанием влажности в этом горизонте в пределах оптимальной для роста растений, увлажнение нижнего горизонта активного слоя почвы проводят увлажнением почвы животноводческими стоками из лотков, установленных в нижней части траншей с навозом, проложенных посередине стационарных широких грядок в активном слое почвы, с поддержанием влажности, оптимальной для улучшения структуры почвы, а во второй фазе вегетационного периода в активном слое почвы поддерживают влажность, благоприятную для роста растений, причем верхний горизонт активного слоя почвы увлажняют поливом по бороздам, а нижний горизонт активного слоя почвы - животноводческими стоками из лотков, в третьей фазе вегетационного периода увлажнение верхнего горизонта активного слоя почвы поддерживают на уровне влажности, благоприятной для улучшения структуры почвы, а нижнего горизонта активного слоя почвы - животноводческими стоками на уровне влажности, благоприятной для роста растений.