СПОСОБ ОРОШЕНИЯ РИСА Российский патент 2013 года по МПК A01G25/00 A01G16/00 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано на рисовых оросительных системах.

Известен способ орошения, получивший название «постоянное затопление», при котором слой воды на поле, глубиной от 5 до 20 см поддерживается в течение всего вегетационного периода от посева до уборки (См., например, Алешин Е.П., Конохова В.П. Краткий справочник рисовода // М.: Агропромиздат, 1986. С.90-91).

Недостатками данного способа являются высокие непроизводительные потери воды на фильтрацию и вынужденные сбросы для понижения слоя, обусловленные температурой воздуха, фазой развития риса и сорняков;

сильная изреженность всходов из-за массовой гибели проростков риса в анаэробных условиях затопленной почвы.

Известен способ орошения риса, получивший название «укороченное затопление», при котором всходы получают при увлажнительных поливах для кратковременной аэрации верхнего слоя почвы, а затопление посевов слоем 12-15 см осуществляют с фазы всходов и удаляют его с поля в фазу восковой спелости зерна (См., например, Алешин Е.П., Конохова В.П. Краткий справочник рисовода // М.: Агропромиздат, 1986. С.90-96).

Недостатками данного способа является: а) высокие непроизводительные потери воды, которые оказываются на 10-15% выше, чем при постоянном затоплении, связанные с вынужденными сбросами воды при замачивании горизонтальной поверхности чеков; б) изреженные всходы, обусловленные тем, что часть семян риса, погруженная в почву более чем на 3 см, оказывалась в анаэробных условиях.

Известен способ орошения риса, получивший название «прерывистое затопление», при котором после создания слоя воды заданной величины, подачу ее в чек прекращают, дают слою впитаться, а почве просохнуть до определенной влажности, а затем вновь создают слой воды и так далее в той же последовательности (См., например, Попов В.А., Алексеенко И.А. Оросительная норма и урожайность риса при прерывистом затоплении посевов // рисоводство, 2006, №8. С.67-69), взятый нами в качестве прототипа.

Недостатком этого способа является исключение возможности рационального программного распределения воды в оросительной сети из-за отсутствия научно-обоснованного технологического регламента орошения, размеров продолжительности элементов прерывистого затопления, что затрудняет рациональное использование водных ресурсов и их экономию.

Задачей предлагаемого способа является рациональное использование водных ресурсов.

Решение поставленной задачи достигается использованием прерывистого затопления в виде асимметричных треугольных импульсов, регламентированных в пространстве и времени, снижение влажности обнаженной почвы между импульсами доводят до 85% полной влагоемкости (ПВ), программное распределение воды в оросительной сети между потребителями осуществляют по графику, назначая интервалы времени подачи воды каждому из них по параметрам регламентированного импульса.

Параметры импульсов определяют по формулам:

1. Высота импульса (слой воды), h_сл

h_сл=σ+Δh, mm

где σ - среднеквадратичное отклонение неровностей на поверхности чеков, мм;

Δh - слой воды, обеспечивающий затопление высоких участков на чеке и создающий благоприятный тепловой режим почвы, мм. Назначается равным: в фазы «всходы - кущение» - 60 мм, в фазу формирования зачаточной метелки - 100 мм.

2. Продолжительность подачи воды для создания заданной высоты импульса, t₁:

t₁=(h_сл/q)·α,сут,

где q - гидромодуль затопления, равный 100 мм/сут;

α - коэффициент, учитывающий потери на испарение, равный примерно 1,05.

3. Продолжительность сработай слоя воды естественным путем за счет эвапотранспирации (Э) и фильтрации (Ф) t₂:

t₂=h_сл/(Э+Ф), сут.

4. Продолжительность обнаженной почвы между импульсами t₃:

$$t_3=\frac{\mathrm{0,15}(h_{сл}+\omega )}{Э+Ф},\text{ сут}$$ ,

где ω - влажность, при которой ее водоудерживаемость близка к 0. а интенсивность транспирации не снижается. Для суглинистых почв она оказалась равной 85% ПВ (рис.1).

5. Количество тактов водооборота N на хозяйственном распределителе определяется по формуле:

N=T_общ/t₁,

где Т_общ - общая продолжительность импульса, сут.

Пример конкретного выполнения способа

Испытания нового способа орошения были проведены на рисовой оросительной системе ООО ЭСП «Красное» Красноармейского района Краснодарского края в 2009 году на 8-ми чеках общей площадью 48 га. Опытные чеки обслуживались одним оросителем и одним поливальщиком, агротехника одинакова на всех чеках.

На всех чеках были закреплены по семь стационарных площадок 1×1 м для наблюдения за динамикой роста, осушения, влажности почвы и др.

В поливной период проводились гидрометрические, биометрические и гидрохимические наблюдения и учеты. Влажность поверхностно-обнаженной почвы между импульсами изменялась от 100 до 85% ПВ.

Учет урожая риса был выполнен двумя методами: 1) по биометрическому анализу снопов из стационарных площадок и 2) сплошным комбайнированием.

Биометрический анализ структуры урожая показал, что его величина оказалась практически одинаковой (Таблица 1)

Однако комбайновый учет указал на существенное различие: на экспериментальной карте он оказался на 4 ц/га выше (73,05 ц/га против 69,75 ц/га). Это объясняется следующим: на карте с постоянным затоплением наблюдалось заметное полегание части посевов, в то время как на импульсном затоплении оно практически не наблюдалось совсем. А как известно, при уборке полегшего риса потери увеличиваются на 3-4 ц/га, а при неблагоприятных условиях доходят до 16-18 ц/га.

Как показали результаты наблюдений, импульсное орошение не оказало негативного влияния на засоренность посевов, химизм оросительной воды и урожайность риса.

Таблица 2 Содержание минеральных веществ в почвенной воде, мг/л   СО₃ ^2- NO₃ ^- PO₄ ^3- Fe²⁺ O₂ pH NO₂ ^- NT₄ ⁺ карта 10 (контроль) 107,1 0,7 0,15 0,02 2,85 7,0 0,02 0,1 карта 12(начало импульса) 133,88 0,95 0,1 0,02 4,3 7,0 0,02 0,1 карта 10 (контроль) 107,1 0,95 0,2 0,02 4,9 7,0 0,02 0,1 карта 12 (середина импульса) 196,35 0,15 0,15 0,02 3,35 7,0 0,02 0,1

Средняя урожайность на экспериментальных чеках составила 73,5 ц/га, на контрольных - 69,75 ц/га, а создавая аэробные условия в почве, повышает устойчивость посевов к полеганию, предотвращает болезни корней растений, уменьшает расход воды на возделывание риса.

Экономия воды при импульсном орошении риса и пятитактном водообороте по сравнению с контролем составила 4 тыс.м³/га.

Анализ признаков на новизну Предлагаемый способ Способ-прототип Прерывистое затопление в виде асимметричных треугольных импульсов, регламентированных в пространстве и времени. Прерывистое затопление без заданных параметров импульса. Снижение влажности обнаженной почвы между импульсами не допускают ниже 85% полной влагоемкости (ПВ). Научно обоснованная влажность не установлена. Программное распределение воды между потребителями осуществляют по графику, назначая интервалы времени подачи воды каждому из них по параметрам регламентированного импульса Подготовка схемы водораспределения не осуществима

Анализ существенных признаков заявляемого решения Признаки предлагаемого решения Новые свойства, приобретенные в результате использования технического решения Достигаемый положительный эффект Прерывистое затопление В виде асимметричных треугольных импульсов, регламентированных в пространстве и времени. Появляется возможность разработки схемы программного водораспределения. Рациональное использование водных ресурсов. Снижение влажности обнаженной почвы между импульсами не допускают ниже 85% полной влагоемкости (ПВ). Научно обоснованный параметр влажности между импульсами. Урожайность риса не снижается. Программное распределение воды в оросительной сети между потребителями осуществляют по графику, назначая интервалы времени подачи воды каждому из них по параметрам регламентированного импульса. Появляется возможность наиболее экономичного распределения оросительной воды. Снижение оросительной нормы на 4 тыс. м³/га.

Способ включает прерывистое затопление рисовых чеков, подачу воды на посевы риса осуществляют в виде асимметричных треугольных импульсов, регламентированных в пространстве и времени, снижение влажности обнаженной почвы между импульсами не допускают ниже 85% полной влагоемкости (ПВ), программное распределение воды в оросительной сети между потребителями осуществляют по графику, назначая интервалы времени подачи воды каждому из них по параметрам регламентированного импульса, которые определяют по формулам:

- высота импульса (слой воды), h_сл

h_сл=σ+Δh, мм,

где σ - среднеквадратичное отклонение неровностей на поверхности чеков, мм;

Δh - слой воды, обеспечивающий затопление высоких участков на чеке и создающий благоприятный тепловой режим почвы, мм, назначается равным: в фазы «всходы-кущение» - 60 мм, в фазу формирования зачаточной метелки - 100 мм;

- продолжительность подачи воды для создания заданной высоты импульса, t₁:

t₁=(h_сл/q)·α, сут,

где q - гидромодуль затопления, равный 100 мм/сут;

α - коэффициент, учитывающий потери на испарение, равный примерно 1,05;

- продолжительность сработки слоя воды естественным путем за счет эвапотранспирации (Э) и фильтрации (Ф) t₂:

t₂=h_сл/(Э+Ф), сут;

- продолжительность обнаженной почвы между импульсами t₃:

$$t_3=\frac{\mathrm{0,15}(h_{сл}+\omega )}{Э+Ф},\text{ сут}$$

где ω - влажность, при которой ее водоудерживаемость близка к 0, а интенсивность транспирации не снижается, для суглинистых почв она оказалась равной 85% ПВ;

- количество тактов водооборота N на хозяйственном распределителе определяется по формуле:

N=T_общ./t₁,

где Т_общ. - общая продолжительность импульса, сут. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности использования водных ресурсов. 4 табл., 1 ил.

Способ орошения риса, включающий прерывистое затопление рисовых чеков, отличающийся тем, что подачу воды на посевы риса осуществляют в виде асимметричных треугольных импульсов, регламентированных в пространстве и времени, снижение влажности обнаженной почвы между импульсами не допускают ниже 85% полной влагоемкости (ПВ), программное распределение воды в оросительной сети между потребителями осуществляют по графику, назначая интервалы времени подачи воды каждому из них по параметрам регламентированного импульса, которые определяют по формулам:
высота импульса (слой воды), h_сл:
h_сл=σ+Δh, мм,
где σ - среднеквадратичное отклонение неровностей на поверхности чеков, мм;
Δh - слой воды, обеспечивающий затопление высоких участков на чеке и создающий благоприятный тепловой режим почвы, мм, назначается равным: в фазы «всходы-кущение» - 60 мм, в фазу формирования зачаточной метелки - 100 мм;
продолжительность подачи воды для создания заданной высоты импульса, t₁:
t₁=(h_сл/q)·α, сут,
где q - гидромодуль затопления, равный 100 мм/сут;
α - коэффициент, учитывающий потери на испарение, равный примерно 1,05;
продолжительность сработки слоя воды естественным путем за счет эвапотранспирации (Э) и фильтрации (Ф), t₂:
t₂=h_сл/(Э+Ф), сут;
продолжительность обнаженной почвы между импульсами, t₃:
$$t_3=\frac{\mathrm{0,15}(h_{сл}+\omega )}{Э+Ф},\text{ сут}$$ ,
где ω - влажность, при которой ее водоудерживаемость близка к 0, а интенсивность транспирации не снижается, для суглинистых почв она оказалась равной 85% ПВ;
количество тактов водооборота N на хозяйственном распределителе определяется по формуле:
N=T_общ./t₁,
где Т_общ. - общая продолжительность импульса, сут.