СПОСОБ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ОВОЩНЫХ КУЛЬТУР ПРИ КАПЕЛЬНОМ ОРОШЕНИИ Российский патент 2013 года по МПК A01G1/00 A01G25/00 A01B79/02 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и предназначено для возделывания сельскохозяйственных растений, преимущественно овощных культур, при капельном орошении.

Известен способ расселения почвы, включающий подвод к расселяемому участку воды, нарезку на нем щелей, орошение межщелевых полос, удаление солей с поверхности стенок щелей и их засыпку, при этом щели выполняют через расстояние, не превышающее двойную величину капиллярного переноса влаги почвой расселяемого участка, а глубину их нарезки устанавливают большей величины капиллярного подъема влаги почвой расселяемого участка, на поверхности межщелевых полос формируют двухскатные гребни, на которых размещают трубопроводы с капельницами, подключенные к водоподводящей сети, а поверхность межщелевых полос покрывают водонепроницаемыми экранами из гидрофобного материала, края которых закрепляют в верхней части щелей, затем производят подачу воды из капельниц до окончания процесса расселения, после чего подачу воды прекращают, слой грунта с солью со стенок щелей перемещают на их дно и формируют над ним водонепроницаемый слой из гидрофобного материала, а щели заравнивают (патент RU №2273693. Способ расселения почвы. 10.04.2006).

К недостаткам описанного способа относятся отсутствие возможности изменения активности оросительной воды и снижение коэффициента полезного действия способа рассоления почвы.

Известен способ возделывания озимой пшеницы на орошаемых землях, включающий внесение удобрений, вспашку, влагозарядковый полив, посев, вегетационные поливы и скашивание зеленой массы восковой спелости зерна в валки с последующим обмолотом, при этом одновременно со вспашкой формируют водопоглощение щелей с заполнением последних растительными и корневыми остатками и вносимыми органическими удобрениями, посев проводят параллельно щелям, взаимно удаленным на расстояние, равное половине или ширине захвата сеялки, вегетационные поливы капельным орошением нормой 150-200 м³/га чередуют с мелкодисперсным дождеванием нормой 20-50 м³/га, при этом совмещают внесение микро- и макроудобрений в жидкой форме (патент RU №2202868, МПК А01В 79/02, А01В 13/16. Способ возделывания озимой пшеницы на орошаемых землях. 27.04.2003).

К недостаткам этого способа относится отсутствие возможности влияния оросительной воды на повышение биологической активности роста и развития растений, а также повышение урожайности.

Кроме того, описанный способ не обеспечивает подавление болезнетворных микробов и вредителей сельскохозяйственных растений.

Известен способ возделывания сельскохозяйственных культур при капельном орошении, включающий раскладку поливного трубопровода, посев семян сельскохозяйственной культуры в точках размещения водовыпусков и вегетационные поливы, причем первый полив посевов производят поливной водой - анолитом - электроактированной водой с окислительно-восстановительным потенциалом ОВП +600 … +700 мВ и поливной нормой, установленной из условия доведения влажности почвы до наименьшей влагоемкости (НВ), далее при снижении влажности почвы производят повторный полив католитом - электроактивированной водой с потенциалом -150 … -300 мВ, а последующие поливы выполняют для поддержания влажности не менее 70…80% НВ, периодически чередуя анолит с потенциалом +500 … +600 мМВ и католит с потенциалом -150 … -200 мВ (патент RU №2332825 С1, МПК А01В 79/02. Способ возделывания сельскохозяйственных культур при капельном орошении. 10.09.2008).

Недостаток данного способа - отсутствие оптимизации технологического процесса при применении активированных водных растворов - только анолита или католита, так как получить их отдельно друг от друга в процессе электрохимической активации воды невозможно. Кроме того, при поливах только католитом или анолитом (как в известном способе), без чередования с поливами обычной водой, эффективность таких поливов будет снижаться и повышаться энергоемкость процесса электроактивации воды, а состояние почвы ухудшаться.

Данный способ принят нами в качестве ближайшего аналога.

Сущность заявленного изобретения.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, разработать способ, обеспечивающий эффективное возделывание овощных культур, при котором создаются наиболее благоприятные условия роста и развития растений и обеспечивается значительное повышение урожайности.

Технический результат - улучшение качества овощной продукции и увеличение урожайности, снижение энергоемкости и повышение экологичности процесса, снижение расхода активированных водных растворов при поливе.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе возделывания сельскохозяйственных культур, в частности овощных культур, при капельном орошении, включающем посев семян или рассады овощных культур и их вегетационные поливы электроактивированными водными растворами - анолитом и католитом, согласно изобретению первый полив производят активированным водным раствором анолита и католита при их соотношении (70:30)-(80:20), а последующие поливы выполняют активированным водным раствором при соотношении анолита и католита (30:70)-(20:80), при этом после первого полива активированным раствором выполняют один полив обычной водой, а последующие поливы указанными растворами чередуют с поливами обычной водой таким образом, что на один полив активированным водным раствором приходится два полива обычной водой заданной поливной нормой. Перед смешиванием компонентов активированной воды рН анолита составляет 3,2-4,7, а рН католита 10,5-12,0.

За счет того, что поливная вода, проходя через анодную камеру установки для электроактивации приобретает новые кислотно-основные, окислительно-восстановительные и каталитические свойства разбавленных растворов и воды, это позволяет использовать такие метастабильные жидкости вместо традиционных растворов химических реагентов в технологии возделывания овощных культур.

Вода, обработанная в анодной камере электроактиватора, приобретает повышенную кислотность, которая обеспечивает уничтожение болезнетворных микробов и вредителей овощных культур, что благоприятствует условиям нормального роста и развития растений, а также повышению урожайности. Поливная вода, проходящая через катодную камеру электроактиватора, приобретает щелочную реакцию за счет превращения некоторой части растворенных солей в гидроксиды. Ее окислительно-восстановительный потенциал (ОВП) резко понижается, уменьшается поверхностное натяжение, снижается содержание растворенных элементов кислорода, азота, возрастает концентрация водорода, свободных гидроксильных групп, уменьшается электропроводность, изменяется структура не только гидратных оболочек, но и свободного объема воды.

В результате образования хорошо растворимых гидроксидов натрия и калия и повышения вследствие этого рН (водородного показателя) происходит сдвиг углекислотного равновесия с образованием труднорастворимых карбонатов кальция и магния из растворимых соединений этих металлов. Католит, обладающий перечисленными свойствами, имеет повышенную биологическую активность, воздействует положительно на рост и развитие растений и обеспечивает повышение урожайности.

Таким образом, католит и анолит представляют две функционально зависимые составляющие электроактивированного водного раствора. Католит - это щелочная («живая») вода, анолит - кислотная («мертвая») вода. Несмотря на их принципиальное различие, обе составляющие оказывают определенное стимулирующее воздействие на растения, в частности на овощные культуры (томаты, картофель, морковь и др.). Особыми свойствами обладает смесь католита и анолита. Со временем эта смесь превращается в обычную экологически чистую воду. Но непосредственно после смешения анолит улучшает электрохимические показатели католита, усиливая его благоприятное воздействие на растения, а сам анолит, обладающий мощным бактерицидным и фунгицидным действием, временно сохраняет свойства антисептика и является экологичным «препаратом» для стерилизации семян и рассады.

Способ осуществляется следующим образом.

Для реализации способа используется посевной или посадочный агрегат, оборудованный приспособлением для укладки и раскладки поливных трубопроводов, система капельного орошения с модулем электроактивации оросительной воды, который должен обеспечивать подачу активированного раствора анолита и католита в заданном соотношении, а также обычной воды в оросительную сеть согласно режиму орошения.

Предпосевная обработка почвы должна выполняться согласно агротехническим требованиям для данной овощной культуры.

Посев или посадка производятся в лучшие агротехнические сроки по климатическим показателям, при этом одновременно производится раскладка поливных трубопроводов, водовыпуски которых размещаются в зоне расположения семян высеваемой культуры. После выполнения посева или посадки, поливные трубопроводы подключаются к водоподводящим трубопроводам системы капельного орошения с модулем электроактивации оросительной воды.

Первый полив посевов семян или рассады производится активированным водным раствором анолита и католита при их соотношении (70:30)-(80:20), а последующие поливы выполняют активированным водным раствором при соотношении анолита и католита (30:70)-(20:80), при этом после первого полива активированным раствором выполняют один полив обычной водой, а последующие поливы указанными растворами чередуют с поливами обычной водой таким образом, что на один полив активированным водным раствором приходится два полива обычной водой заданной поливной нормой. Причем перед смешиванием компонентов активированной воды рН анолита составляет 3,2-4,7, а рН католита 10,5-12,0.

ПРИМЕР. В полевых условиях на овощном участке высаживали рассаду томатов сорта «Новичок». Поливы (капельное орошение) выраженной рассады, а затем и растений проводили по следующим вариантам.

1. Поливы только обычной водой (контроль).

2. Первый полив рассады активированным водным раствором (АВР) анолита и католита при соотношении 70:30, последующие поливы активированным водным раствором анолита и католита при соотношении 30:70.

3. Первый полив рассады АВР анолита и католита при соотношении 80:20, последующие поливы АВР анолита и католита при соотношении 20:80.

4. Первый полив рассады АВР анолита и католита при соотношении 70:30, последующие поливы АВР анолита и католита при соотношении 20:80.

5. Первый полив рассады АВР анолита и католита при соотношении 80:20, последующие поливы АВР анолита и католита при соотношении 30:70.

6. Первый полив рассады АВР - анолитом с ОВП +600 мВ, последующие поливы выполнялись для поддержания влажности почвы не менее 70-80% наименьшей влагоемкости, периодически чередуя анолит с ОВП +500 мВ и католит с ОВП-150 мВ (ближайший аналог по патенту №2332825 С1).

В вариантах 2-5, перед смешиванием компонентов электрохимически активированной воды, рН анолита составляла 3,2-4,7, а рН католита 10,5-12,0.

В вариантах 2-5 поливы указанными электроактированными водными растворами чередовали с поливами обычной водой, при этом после первого полива активированным водным раствором выполняли один полив обычной водой, а последующие поливы активированными водными растворами осуществляли так, что после каждого полива АВР производилось два полива обычной водой. Возделывание томатов осуществляли на юге России, в Волгоградской области, на светло-каштановой почве, удобрения и поливные нормы для всех шести вариантов были одинаковыми. Смешивание анолита и католита осуществляли на выходе из проточного модуля электроактивации воды в системе капельного орошения, то есть непосредственно перед поливом. Основные результаты возделывания томатов сведены в таблицу.

Таблица Номера вариантов Основные результаты возделывания томатов сорта «Новичок» в зависимости от режима капельного орошения урожайность, % крупность плодов, % 1 100 100 2 129 140 3 134 147 4 130 141 5 132 143 6 107 115 (аналог по патенту №2332825 С1)

Показатели урожайности и крупности плодов томатов в вариантах 2-5 оказались значительно выше, чем в вариантах 1 (контроль) и 6 (аналог по патенту №2332825 С1). По сравнению с контролем (капельное орошение обычной водой) - в 3-ем варианте урожайность возросла на 34%, а крупность плодов - на 47%, а по сравнению с аналогом по патенту №2332825 С1 (вариант 6), соответственно на (134-107) 100/107=25,2% и на (147-115)100/115-27,8%.

Таким образом, в предложенном способе возделывания овощных культур, в частности томатов, при капельном орошении увеличение урожайности и крупности плодов достигается на фоне снижения энергоемкости приготовления электроактивированных водных растворов примерно в 5-5,5 раз. Это достигается за счет следующих факторов: 1) уменьшения почти в 3 раза поливов электроактивированным раствором; 2) одновременного использования двух составляющих электроактивированного водного раствора - анолита и католита (в процессе активации количество получаемых католита и анолита можно регулировать, но получить только католит или анолит невозможно); 3) улучшения электрохимических показателей католита при наличии в смеси анолита. Наряду с вышеизложенным повышается экологичность технологического процесса за счет «промывания» почвы под рассадой обычной водой, интенсификации процесса превращения активированного раствора в экологически чистую воду за счет наличия в активированной смеси католита и анолита.

Более того, в отличие от ближайшего аналога (патент №2332825 С1), в предлагаемом способе возделывания овощных культур при капельном орошении исключаются холостые сбросы анолита и католита, так как в процессе полива овощных культур одновременно задействованы обе составляющие активированных водных растворов, расход которых при поливах снижается примерно в 5,8 раз.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к мелиорации. Способ включает посев семян или рассады овощных культур и их вегетационные поливы электроактивированными водными растворами - анолитом и католитом. Первый полив после посевов производят активированным водным раствором анолита и католита при их соотношении (70:30)-(80:20). Последующие поливы выполняют активированным водным раствором при соотношении анолита и католита (30:70)-(20:80). При этом после первого полива активированным раствором выполняют один полив обычной водой, а последующие поливы указанными растворами чередуют с поливами обычной водой таким образом, что на один полив активированным водным раствором приходится два полива обычной водой заданной поливной нормой. Перед смешиванием компонентов активированной воды рН анолита составляет 3,2-4,7, а рН католита 10,5-12,0. Способ позволяет улучшить качество овощной продукции и увеличить урожайность, снизить энергоемкость и повысить экологичность процесса, а также снизить расход активированных водных растворов при поливе. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 пр.

1. Способ возделывания овощных культур при капельном орошении, включающий посев семян или рассады овощных культур и их вегетационные поливы электроактивированными водными растворами - анолитом и католитом, отличающийся тем, что первый полив после посевов производят активированным водным раствором анолита и католита при их соотношении (70:30)-(80:20), а последующие поливы выполняют активированным водным раствором при соотношении анолита и католита (30:70)-(20:80), при этом после первого полива активированным раствором выполняют один полив обычной водой, а последующие поливы указанными растворами чередуют с поливами обычной водой таким образом, что на один полив активированным водным раствором приходится два полива обычной водой заданной поливной нормой.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед смешиванием компонентов активированной воды рН анолита составляет 3,2-4,7, а рН католита 10,5-12,0.