Способ рыхления почвы на сельхозугодьях с постоянной дренажной сетью Советский патент 1987 года по МПК A01B79/00 

Изобретение относится к земледелию и может быть использовано в зоне периодического переувлажнения зем.ель.

Целью изобретения является увеличение водопроницаемости почвы и уменьшение затрат,

На фиг. 1 изображена схема, пояс- няющая предлагаемый способ; на фиг, 2-5 - , применяющие предлагаемый способ.

На схеме изображены дренажная вну рипочвенная сеть 1, кротовины 2, горизонт 3 промерзания и рыхления почвы.

Для насыщения почвы подача воды в дренажную сеть осуществляется путем шлюзования отводящих каналов или подачей извне. Такие условия лучше всего обеспечиваются на польдерньгх мелиоративных системах.

Участок должен быть покрыт систематической сетью дренажа, причем диаметр регулирующих дрен должен быт не менее 75 мм. Глубина закладки дре 1,,3О м. Поверх дренажной сети и поперек их направления проведены кротовины на глубине 50-70 см.

Подачу воды в дренажную сеть начинают осенью с наступлением устойчивых морозов и задерживают уровень воды в .почве до низа пахотного слоя, происходит промерзание разрыхленного подпахотного слоя. Контроль прохождения процессов осуществляется при помощи мерзлотомеров и смотровых скважин.

Продолжительность промерзания насыщенного подпахотного слоя зависит от конкретных метеорологических условий (10-20 сут). После прекращения подачи воды (шлюзования) сброс излишней воды осуществляется дренажем в течение 5-10 сут.

До периода таяния снега весной. . температурньй режим почвы выравнен и не оказывает никакого влияния на сроки весеннего созревания почвы, так как насыщение почвы проводится только осенью.после заверщения полевых работ.

Наблюдается обратное явление - несколько ускоренное созревание обработанной почвы, так как подпахотный слой к времени снеготаяния обладает большей проницаемостью по сравнению с необработанной почвой -н по

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

этому быстрее освобождается от избытка влаги и воды снеготаяния.

Водопропускная способность цочвы после во здействия промерзания проверяется следующими методами: лабораторными опытами определения проницаемости почвы в цилиндрах после их искусственного замораживания - оттаивания; по многолетним данным дренажного стока и напора в модельном лотке; по многолетним данным дренажного стока и напора на опытно-производственных дренажных участках.

Лабораторные опыты. Влияние промерзания на водопроницаемость грунта проверено на опыте замораживания насьпценного грунта в пластмассовых цилиндрах. На параллельных опытах с искусственным замораживанием грунта и без него наблюдается многократное увел1-гчение водопроницаемости грунта сразу после оттаивания (фиг,1) и достигнутый этим эффект достаточен, Например, для сброса весеннего паводкового стока.

На календарном графике фильтрации через образцы минерального грунта в лабораторных опытах отображен расход по месяцам проведения опыта (фиг. 2). Образцы 1 и 2 - до замораживания и после оттаивания; образец 3 - без замораживания.

После оттаивания 2 замороженного образца 1 почвы более, чем десятикратно увеличивается расход воды через его. Причем увеличенный расход наблюдается в течение всего двухмесячного периода проведения опыта, когда при тех же условиях расход контрольного (незамороженного) образца почвы 3 : практически постоянен.

Исследования в грунтовом лотке. При натуральном масштабе модельного

лотка наблюдается систематическое уменьшение с весны до осени удельного дренажного стока при одинаковом напоре и режиме питания. Даже летние перерывы в опыте не оказывают заметного влияния на ход уменьшения водопроницаемости грунта в лотке (фиг. 2). Водопроницаемость грунта увеличивается только после зим, когда грунт в лотке промерзает. После безморозной зимы весною 1975 года водопроницаемость грунта не улучшилась.

13

На графике (фиг. 3) отражены изменения коэффициента фильтрации почвы в грунтовом лотке по последовательным циклам проведения затопления - осушения.

За время проведения многолетнего опыта в открытом грунтовом лотке систематически наблюдается уменьшение водопроницаемости в течение лета и возобновление водопропускной способности грунта весной после его оттаивания.

;ухудшение водопроницаемости верхнеИсключением является весна 1975 го.50-сантиметрового слоя почвы по да, когда после безморозной зимы возобновление водопропускной способности грунта не наблюдалось.

Полевые опыты. Осреднедный коэф20

фициент фильтрации почвы рассчитан по данным дренажного стока и уровней грунтовых вод при использовании формулы С.Ф. Аверьянова, Осредненные значения коэффициентов фильтрации рассчитаны по внизходящим фазам отдельных циклов действия дренажа. Анализ данных по рассчитанным значениям осредненного коэффициента фильтрации показывает, что при одном и том же напоре водопроницае- мость почвы весною после зимных морозов обычно больше, чем в предыдущем осеннем цикле действия дренажа. Это подтверждается и данными 1975г., когда после исключительно мягкой безморозной зимы, весною действие дренажа началось при значениях водопроницаемости почвы даже в два и больше раза ниже по сравнению с осенним циклом 1974 г, (фиг. 3 и 4).

На фиг. 4 показана осредненная водопроницаемость дренированной почвы (к) и календарньй график уровней грунтовых вод (Н) весеннего периода на опытном дренажном объекте а - 1962 г., б - 1975. г.

Сброс дренажом высоких уровней грунтовых вод (Н) во время весеннего периода 1962 года происходит при повьипенных значениях водопроницаемости (К), что не наблюдалось весной 1975 г. после исключительно безморозной зимы.

На фиг. 5 показана осредненная водопроницаемость дренированной почвы (К) при сработке уровней грунтовых вод (Н) на опытном участке во время прохождения паводков.

Циклы:

сравнению с предыдулщм циклом осенних паводков 1974 г.

Проверка влияния глубокого механи ческого рыхления на дренажный сток проведена по данным наблюдений,на опытно-производственном дренажном объекте. Почва объекта - тяжелая гли на, дерново-карбонатная, с содержанием частиц физикальной глины 0,01 м

25 80%, частиц 0,001 мм 39%, В 1982 г. на объекте проведено глубокое рыхление поперек направлениям регулирующих дрен, группированных по системам с различными глубинами заклад30 ки, равными 0,9; 1,2; 1,5; 1,8 м при одинаковом междренном расстоянии 10 м.

Регулярно ежесуточно измерялся дренажный сток из каждой системы. Данные годовых объемов (за 1982- 1988 гг.) и коэффициентов дренажного стока приведены в таблице. По данным таблицы выходит, что за два года после проведения глубо.„ кого рыхления дренажом отведено в среднем 0,45, а без глубокого рыхления 0,39 от общего объема вьтавших за этот период осадков.

Глубокое рыхление способствует увеличению объема дренажного стока в среднем на 14,5%, т.е. фактически не значительно. Это объясняется неполнотой разрыхления и малой эффективностью действия применяемых в настоя щее время механических рыхлителей.

Кроме полноты разрыхления почво- грунта по предлагаемому способу его положительный эффект по сравнению с известным заключается в меньших затратах на обработку.

35

45

50

55

Формула изобретения 1. Способ рыхления почвы на сельхозугодьях с постоянной дренажной

в С 11,04. г с 20,10. д с 16.10. е с 10.03.

по 23.04,62 г. по 03.11.62 г. по 23.10,74 г. по 01.04.75 г.

Осенний паводковый цикл действия дренажа в 1962 г, проходил при заниженных по сравнению с весенним паводковым циклом значениях водопроницаемости верхнего 80-сантиметрового слоя почвы. После безморозной зимы весной 1975 г. наблюдалось сильное

го.50-сантиметрового слоя почвы по

сравнению с предыдулщм циклом осенних паводков 1974 г.

Проверка влияния глубокого механического рыхления на дренажный сток проведена по данным наблюдений,на опытно-производственном дренажном объекте. Почва объекта - тяжелая глина, дерново-карбонатная, с содержанием частиц физикальной глины 0,01 мм

80%, частиц 0,001 мм 39%, В 1982 г. на объекте проведено глубокое рыхление поперек направлениям регулирующих дрен, группированных по системам с различными глубинами закладки, равными 0,9; 1,2; 1,5; 1,8 м при одинаковом междренном расстоянии 10 м.

Регулярно ежесуточно измерялся дренажный сток из каждой системы. Данные годовых объемов (за 1982- 1988 гг.) и коэффициентов дренажного стока приведены в таблице. По данным таблицы выходит, что за два года после проведения глубокого рыхления дренажом отведено в среднем 0,45, а без глубокого рыхления 0,39 от общего объема вьтавших за этот период осадков.

Глубокое рыхление способствует увеличению объема дренажного стока в среднем на 14,5%, т.е. фактически незначительно. Это объясняется неполнотой разрыхления и малой эффективностью действия применяемых в настоящее время механических рыхлителей.

Кроме полноты разрыхления почво- грунта по предлагаемому способу его положительный эффект по сравнению с известным заключается в меньших затратах на обработку.

Формула изобретения 1. Способ рыхления почвы на сельхозугодьях с постоянной дренажной

сетью включающий рыхление пахотного и подпахотного горизонтов, отличающийся тем, ч то, с целью увеличения водопроницаемости и уменьшения затрат, рыхление осуществляют после окончания сельхозработ путем подачи воды через дренажную сеть до поднятия уровня грунтовых вод в меж- дренье до пахотного горизонта и выПримечание. Среднегодовые осадки составляют 527,6.

держивания этого уровня до промерзания почвы на глубину рыхления, после чего оставшуюся воду сбрасывают.

2. Способ по п. 1,отлича ю- щ и и с я тем, что, с целью ускорения поднятия уровня грунтовых вод и их сброса, перед подачей воды черех дренажную сеть производят прокладку кротовин поперек дрен-осушителей.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано в зоне периодического переувлажнения земель. Цель изобретения- увеличение водопроницаемости почвы и уменьшение затрат, а также ускорение поднятия уровня грунтовых вод и их сброса. На участке поверх дренажной сети и поперек направления дрен-осушителей прокладьшают крото- рины. Подачу воды в дренажную сеть начинают осенью с наступлением устойчивых морозов и задерживают уровень воды в почве до низа пахотного слоя. Вьщерживают этот уровень до промерзания почвы на глубину рыхления. После прекращения подачи воды сброс излишней воды осуществляется дренажом. 1 з.п. ф-лы, 5 шт., 1 табл. оо СП со ОО ОО О1

% f IT

v/ /// /// Г7)7 //Г //у//Ш

хД

J

///////////////////// / / //7/7///////////// /// //////////,

Уи.1

о

СГ

Q, мл/су т

1500 1000

600 00

200

100

60

20

N-ч

VI

vn

Vlil

U2.2

0,02 0,,060,080,1 0,2 0,3

fpU2.

Редактор 0. Бугир

Составитель С. Куваева

Техред И.Попович Корректор М. Шароши

Заказ 5621/1Тираж 628Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

I

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4