Способ капельного орошения сельскохозяйственных культур Российский патент 2024 года по МПК A01G25/02 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для полива сельскохозяйственных культур капельным способом.

Известен способ капельного орошения овощных и ягодных культур, включающий осеннюю ориентированную обработку почвы щелевателем вдоль оси будущих растений, посадку рассады или полосовой посев растений, подвод воды к середине прикорневой зоны растений с помощью распределительных трубопроводов, оснащенных капельницами, уложенных в зону щелевания [1].

Известен способ капельного орошения овощных культур, включающий посадку рассады или полосовой посев растений, укладку капельных трубопроводов вдоль оси полосы высаживаемых рядов растений на определенную для каждой овощной культуры глубину, подвод воды к растениям с помощью капельных трубопроводов, оснащенных капельницами, при этом капельный трубопровод выполнен с определенной конструкцией исполнением и параметрами [2].

Известен способ капельного орошения картофеля и устройство для его осуществления, включающий формирование конусообразных лунок в середине междурядья, укладку в междурядье вдоль рядов орошаемой культуры трубопроводов с капельницами, присоединение их к водопроводящему трубопроводу и подачу на поле воды из капельных водовыпусков, а также другие элементы способа и конструкции, не связанные с заявляемым техническим решением [3].

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата в известных способах [1, 2, 3], относится ухудшение мелиоративного состояния длительно орошаемых почв из-за миграции легкорастворимых солей из глубинных горизонтов в корнеобитаемый слой и отсутствия промывного режима при проведении регулярных поливов сельскохозяйственных культур капельным способом, и вследствие этого недостаточно эффективное использование орошаемых земель.

Наиболее близким техническим решением по совокупности признаков к заявляемому способу и принятому за прототип является способ возделывания овощных культур при капельном орошении, включающий разбивку поля на участки, укладку вдоль рядов орошаемой культуры поливных трубопроводов, оснащенных капельницами, присоединенных к участковым трубопроводам, гидравлически связанных с распределительным трубопроводом, и агротехнику возделывания культур, при этом участки выполнены параллельно расположенными полосами шириной 1,40±0,02 м, ежегодно чередующиеся между собой под интенсивное использование и пар, на полосах под интенсивное использование размещают по два поливных трубопровода на расстоянии каждого по 0,35±0,02 м, а чередование использования полос по годам проводят двухгодичными циклами [4].

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относятся недостаточно эффективное использование орошаемых земель,что обусловлено разбиением поля на чередующиеся между собой полосы под интенсивное использование и пар, а также размещением на полосах под интенсивное использование двух поливных трубопроводов. Система капельного полива характеризуется высокими капитальными затратами на проведение строительно-монтажных работ, а чередование полос под интенсивное использование и пары снижает продуктивность орошаемого гектара севооборотной площади на 50% и более, что делает производство овощных культур низкорентабельным. При этом овощные культуры в рядах, примыкающих к паровым полосам, испытывают гидротермический стресс вследствие формирования ассиметричного вытянутого в вертикальной плоскости контура увлажнения. Этот эффект обусловлен тем, что непокрытая растительностью почва на паровых полосах иссушается и обладает значительно меньшей влагопроводностью, чем влажная почва в подкапельном пространстве. Из-за этого влага более интенсивно перемещается в глубинные горизонты почвы и менее интенсивно в горизонтальной плоскости в направлении сухой почвы. Таким образом, с одной стороны, в рядах, примыкающих к паровым полосам, водный режим почвы не поддерживается на заданном уровне и урожайность культур снижается, а, с другой стороны, происходит миграция легкорастворимых солей из глубинных горизонтов в корнеобитаемый слой.

Задачей предлагаемого технического решения является создание способа капельного орошения сельскохозяйственных культур, обеспечивающего повышение эффективности использования орошаемых земель.

Результатом предлагаемого технического решения является улучшение мелиоративного режима и высокая продуктивность орошаемых земель при рациональном расходовании ресурсов.

Поставленный технический результат достигается способом капельного орошения сельскохозяйственных культур, включающий разбивку поля на участки, укладку вдоль рядов орошаемой культуры поливных трубопроводов, оснащенных капельницами, присоединенных к участковым трубопроводам, гидравлически связанных с распределительным трубопроводом, и агротехнику возделывания культур, причем участки выполнены диагонально расположенными типовыми орошаемыми модулями, ежегодно чередующиеся между собой под орошаемое и неорошаемое использование, на типовых орошаемых модулях под орошаемое использование размещают поливные трубопроводы, а чередование использования типовых орошаемых модулей проводят годичными циклами.

Разбиение поля на участки, выполненные диагонально расположенными типовыми орошаемыми модулями, ежегодно чередующиеся между собой под орошаемое и неорошаемое использование, с одной стороны, не позволяет вертикально просачивающейся поливной воде с поверхности в глубинные слои почвы по капиллярам, порам и пустотам под действием гравитации и капиллярного впитывания смыкаться в сплошной фронт по всему орошаемому полю, увеличивая силу поднятия легкорастворимых солей в корнеобитаемый слой при испарении влаги, тем самым предотвращает ухудшение качества состава и свойств орошаемых почв, а с другой стороны, допускает использование существующих нормативов в области проектирования, строительства и эксплуатации систем капельного орошения при возделывании различных сельскохозяйственных культур, обеспечивая рациональное расходование ресурсов[5].

Чередование типовых орошаемых модулей под орошаемое и неорошаемое использование годичными циклами способствует повышению продуктивности орошаемых земель за счет использования под посевы (посадки) сельскохозяйственных культур всей площади поля. В частности, размещение на орошаемых модулях под орошаемое использование поливных трубопроводов обеспечивает оптимальное поддержание водного режима почвы при возделывании такой отзывчивой на орошение культуры как, например, картофель. Возделывание на орошаемых модулях под неорошаемое использование таких традиционно не поливных культур как, например, озимые и яровые зерновые способствуют улучшению фитосанитарного состояния поля за счет смены видового состава сорняков и структуры засоренности из-за прекращения поливов и изменения культуры севооборота, а также соответствующих агротехнических мероприятий, в том числе парования после уборки культур сплошного сева[6].

Способ капельного орошения иллюстрируется фиг.1, на которой представлено поле 1, типовой орошаемый модуль под орошаемое использование 2, типовой орошаемый модуль под неорошаемое использование 3, поливные трубопроводы, оснащенные капельницами, 4, участковые трубопроводы 5, распределительный трубопровод 6, магистральный трубопровод 7, фильтр-станция 8, запорно-регулирующая арматура 9.

Способ капельного орошения сельскохозяйственных культур реализуют следующим образом.

При осуществлении способа в короткоротационном зерноовощном (картофель - озимые или яровые зерновые) севообороте проводят разбивку орошаемого поля 1 на участки - диагонально расположенные типовые орошаемые модули, ежегодно чередующиеся между собой под орошаемое 2 и неорошаемое 3 использование. На типовых орошаемых модулях под орошаемое использование 2 вдоль рядов орошаемой культуры (например, картофель) размещают поливные трубопроводы, оснащенные капельницами, 4, присоединенные к участковым трубопроводам 5, гидравлически связанные с распределительным трубопроводом 6. На типовых орошаемых модулях под неорошаемое 3 использование высевают неорошаемые культуры (например, озимые или яровые зерновые).

Агротехника возделывания культур короткоротационного зерноовощного севооборота принимается по зональным рекомендациям. Например, для природных условий Волгоградской области агротехника картофеля, озимых и яровых зерновых состоит из следующих основных технологических операций.

Агротехника возделывания культуры севооборота - картофель, на типовых орошаемых модулях под орошаемое 2 использование включает основную обработку почвы, боронование, культивации, нарезку гребней, посадку клубней в гребень с внесением основных минеральных удобрений, уход за посадками, содержащий поливы расчётными нормами капельным способом, подкормки по фазам роста и развития, борьбу с сорняками, вредителями и болезнями, удаление ботвы, поднятие клубней на дневную поверхность, уборку урожая[6].

Агротехника возделывания культуры севооборота - озимые зерновые, на типовых орошаемых модулях под неорошаемое 3 использование включает обработку почвы после уборки предшественника, культивации, посев семян с внесением основных минеральных удобрений, уход за посевами, содержащий подкормки по фазам роста и развития, борьбу с сорняками, вредителями и болезнями, уборку урожая [6].

Агротехника возделывания культуры севооборота - яровые зерновые, на типовых орошаемых модулях под неорошаемое 3 использование включает основную обработку почвы, боронование, культивации, посев семян с внесением основных минеральных удобрений, уход за посевами, содержащий подкормки по фазам роста и развития, борьбу с сорняками, вредителями и болезнями, уборку урожая[6].

После уборки урожая на типовых орошаемых модулях под орошаемое 2 и неорошаемое 3 использование их назначение меняют на противоположное, то есть проводят чередование годичными циклами. Возделывание на типовых орошаемых модулях под неорошаемое использование 3 озимых или яровых зерновых позволяет улучшить фитосанитарное состояние поля за счет смены видового состава сорняков и структуры засоренности из-за прекращения поливов и изменения культуры севооборота, а также соответствующих агротехнических мероприятий, в том числе парования после уборки культур сплошного сева[6].Эффективность применения способа капельного орошения сельскохозяйственных культур в сравнении с прототипом на примере картофеля сорт Гулливер, ячмень сорт Медикум 139, озимая пшеница сорт Губернатор Дона приведена в таблице.

Таблица - Сравнительная эффективность способов капельного орошения сельскохозяйственных культур (для года 75% обеспеченности осадками)

Структура
посева Способ по прототипу Предлагаемый способ Оросительная норма на гектар, м³ Урожайность на гектар Оросительная норма на гектар, м³ Урожайность на гектар т з. ед. / к. ед.* т з. ед. / к. ед.* Картофель - пар 2410 27,1 6,77 / 8,40 - - - Картофель -
ячмень - - - 2410 31,2 / 1,71 9,51 / 11,48 Картофель -
озимая пшеница - - - 2410 33,4 / 4,84 13,19 / 15,48 * з. ед. / к. ед. - зерновые единицы / кормовые единицы.

Таким образом, способом капельного орошения сельскохозяйственных культур достигается повышение эффективности использования орошаемых земель путем улучшения их мелиоративного режима и высокой продуктивности при рациональном расходовании ресурсов за счет поддержания оптимального водного режима почвы, исключающего миграцию легкорастворимых солей из глубинных горизонтов в корнеобитаемый слой, и фитосанитарного состояния.

Литература

[1] Патент № 2749463 РФ, МПК A01G 25/00, A01B 79/02. Способ капельного орошения / И.Б. Борисенко, О.Г. Чамурлиев, Г.О. Чамурлиев и др. Опубл. 11.06.2021.

[2] Патент № 2776206 РФ, МПК A01G 25/00. Способ капельного орошения / И.Б. Борисенко, Д.В. Скрипкин, О.А. Соловьева и др. Опубл. 14.07.2022.

[3] Патент № 2789862 РФ, МПК A01G 25/00, A01G 25/02, A01B 9/00. Способ капельного орошения картофеля и устройство для его осуществления / В.К. Губин, В.А. Шевченко, Л.В. Кудрявцева. Опубл. 14.02.2023.

[4] Патент № 2525610 РФ, МПК A01G 1/00, A01B 79/02, A01G 25/02. Способ возделывания овощных культур при капельном орошении / Ю.В. Кузнецова, А.Ф. Рогачев, Н.В. Кузнецова и др. Опубл. 20.08.2014.

[5] Капельное орошение. Пособие к СНиП 2.06.03-85 «Мелиоративные системы и сооружения». Утв. В/О «Союзводпроект» 11.04.1986. М.: Б. и., 1986. 148 с.

[6] Система ведения агропромышленного производства Волгоградской области на 1996-2010 гг. / РАСХН Волгоград: Волгогр. ком. по печати, 1997. 206 с.

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Способ состоит в разбивке поля на участки, укладке вдоль рядов орошаемой культуры поливных трубопроводов, оснащенных капельницами, присоединенных к участковым трубопроводам, гидравлически связанных с распределительным трубопроводом, и агротехнике возделывания культур. Участки выполнены диагонально расположенными типовыми орошаемыми модулями, ежегодно чередующимися между собой под орошаемое и неорошаемое использование. На типовых орошаемых модулях под орошаемое использование размещают поливные трубопроводы. Чередование использования типовых орошаемых модулей проводят годичными циклами. Обеспечивается улучшение мелиоративного режима и высокая продуктивность орошаемых земель при рациональном расходовании ресурсов. 1 ил., 1 табл.

Способ капельного орошения сельскохозяйственных культур, включающий разбивку поля на участки, укладку вдоль рядов орошаемой культуры поливных трубопроводов, оснащенных капельницами, присоединенных к участковым трубопроводам, гидравлически связанных с распределительным трубопроводом, и агротехнику возделывания культур, отличающийся тем, что участки выполнены диагонально расположенными типовыми орошаемыми модулями, ежегодно чередующимися между собой под орошаемое и неорошаемое использование, на типовых орошаемых модулях под орошаемое использование размещают поливные трубопроводы, а чередование использования типовых орошаемых модулей проводят годичными циклами.