Способ полива Советский патент 1992 года по МПК A01G25/00 

Изобретение относится к сельскому хозяйству локального поверхностного орошения (ЛПО) и может быть использовано при поверхностном поливе пропашных сельскохозяйственных культур.

Известен способ полива по проточным бороздам переменной поливной струей, заключающийся в увлажнении почвы заданной поливной нормой в процессе добегания поливной струи до конца борозды и доув- лажнения уменьшенным расходом воды.

Однако при таком способе полива относительно низок коэффициент неравномерности увлажнения (0,7-0,8). КПД работы поливной борозды (0.50-0,60), что обусловливает снижение урожайности сельскохозяйственных культур на 3-5% и значительные концевые и глубинные сбросы (15-30%).

Известен также способ полива по бороздам, для осуществления которого оросители располагают ярусами по длине борозды, чередуя подачу воды в борозду из нечетных трубопроводов, а из четных-только в неуплотненные.

Согласно этому способу учитывается различная степень уплотнения борозды, что несколько снижает непроизводительные сбросы и повышает коэффициент увлажнения. Однако согласно этому способу нельзя регулировать величину поливной нормы, а в результате рассредоточенности по длине борозд стационарных поливных устройств реализация этого способа обусловливает увеличение строительной стоимости системы и снижение коэффициента земельного использования.

Известен также способ полива прерывистой поливкой струей, заключающийся в увлажнении почвы заданной нормой в несколько циклов добегания струи до конца борозды.

Согласно этому способу полива учитывается различная степень уплотнения борозды, что несколько снижает концевые сбросы и повышает КПД работы поливной борозды. Однако при этом способе полива нельзя регулировать величину поливной нормы, сравнительно мал КПД полива (0,6- 0,7) и равномерность увлажнения по длине борозды (0,5-0,6).

V|

W

ю

00 О

Известен способ полива с прерывистой подачей воды в борозду, где подача воды в борозду осуществляется импульсами, продолжительность каждого последующего импульса увеличивают от первоначального значения на время добегания воды по смоченному участку борозды, а продолжительность пауз принимают разной продолжительности предыдущего импульса.

Такой способ полива, где одновременно осуществляют подачу воды в уплотненные и неуплотненные борозды. обусловливает снижение требований к конструкциям технических средств полива, снижает глубинные сбросы, значительно увеличивает длину поливных борозд. Однако этот способ характеризуется тем, что полив производится сплошным увлажнением орошаемого с большими потерями ороси- тельной воды на физическое испарение с поверхности почвы и сравнительно мал КПД полива.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ полива по бороз- дам через междурядье, где идет подача воды в борозду, осуществляемая постоянными струями до подачи поливной нормы.

При таком способе полива относитель- но низок коэффициент неравномерности увлажнения и КПД работы поливной борозды, а регулирование питательного режима происходит стихийно.

Цель изобретения - экономия воды и целенаправленное повышение плодородия почв путем оперативного регулирования влажности почв корнеобитаемого слоя растений в зоне интенсивного распространения корней - создает благоприятный режим для микробиологического процесса минерализации органического вещества с малыми затратами водных и материальных ресурсов.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу полива по бороздам, включающему импульсную подачу воды в борозды из нормально расположенного к ним оросителя, нарезку борозд для очередного полива проводят каждый вегетацией- ный период, причем со смещением на одно междурядье, что способствует рациональному использованию питательных веществ растениями и постоянному повышению плодородия почв в результате периодического обогащения почвы органическими веществами и улучшению водно-физических свойств почвы.

На чертеже показана схема увлажнения почвы под бороздой и в окрестности согласно предлагаемому способу полива по бороздам.

На чертеже приняты следующие обозначения: борозда 1; контур 2 увлажнения; ось 3 борозды; неполиваемая борозда 4.

В соответствии с требованиями обработки пропашных сельскохозяйственных культур, нарезка поливных борозд осуществляется через рядок. В процессе полива образуются локальные зоны 2 увлажнения, имеющие вид эллипса с общей осью, совпадающей с осями 3 поливной борозды 1, размеры которых зависят от интенсивности и объема водоподачи, структуры почвы, исходного увлажнения и других факторов. Увлажнение почвы под бороздой и в окрестности имеет максимальное увлажнение, которое соответствует полной влагоем- кости почвы fi / пв, где/ i - влажность почвы;/Зпв - полная влагоемкость почвы). В середине между поливаемыми бороздами, т. е. в зоне неполиваемой борозды 4, в верхнем слое влажность почвы будет ниже предлоливной влажности (. e.fi @вз , РО, где /7 вз - влажность завядания), а в ниж; них слоях может быть больше /Jo. Таким образом, в зоне неполиваемой борозды непосредственно в верхнем слое почвы образуется слабо подвижная влага очень близкая к влажности почвы в неорошаемых землях, где физическое испарение близко к нулю.

При этом, соответственно биологическим требованиям и изобретательной способности растений основная масса, т. е. 70-80% корневой системы, перемещается в ходе роста и развития их в сторону поливной борозды. Следовательно, перенос влаги и питательных элементов происходит непосредственно в зоне локального увлажнения. Поэтому внесение минеральных удобрений должно осуществляться строго по поливаемым бороздам.

С другой стороны, в технологическом процессе полива между двумя поливными бороздами образуются буферная зона, представляющая чистый пар - локальное поле, свободное от воздействия сельскохозяйственных культур и обрабатываемое в течение вегетационного периода,-, что позволяет тщательно очистить поля от сорня- ков и накопить легкоусвояемые питательные вещества, так как в этих зонах в поле интенсивно происходит микробиологический процесс минерализации органического вещества, т. е. гумификация.

Последующий вегетационный период - нарезка борозд для очередного полива 10

производят со смещением на одно междурядье.

Форма контуров увлажнения при ЛПО по бороздам существенно зависит от объема водоподачи и структуры почвы и исходного увлажнения. При этом площадь увлажненной почвы в поперечном разрезе равна площади эллипса.

X2 Y2

Л i Т 1

Т+1Ь 1При ЛПО полуоси в горизонтальном направлении а г х, в вертикальном направении в Гг. В этом случае площадь влажненного контура (в разрезе) равна

5лпо ™ Я-Г х- TZ,

а потенциальная площадь увлажнения при поливе через каждые борозды равна

Sn 2ве 2 г х 4вб г х. где ее - расстояние между рядками пропашных сельскохозяйственных культур (ее ,6-0,9 м).

Обозначив отношения между площадью увлажнения контура ЛПО (5лпо) и потенциальной площадью увлажнения при поливе через каждые борозды (Sn):

Клпо m Swio/Sn 1«

можно определить объем водоподачи на 1 га (поливную норму нетто):

m-100 H-y (ft нв-уЗ о), Клпо, где Н - мощность расчетного слоя, соответствующие оси эллипса в вертикальном направлении, т. е. Н 2 г z, M;

у - плотность почвы, г/см3.

Положение границ фронта увлажнения при Л ПО по бороздам можно определить по 5 равнению:

15

20

25

30

rx-(Vo-M 0.exp(-KB-t),

г г - (V0 - Кф) В exp (-К„-1) + Кф,

W

Редактор СЛисина

Составитель Т.Андреева Техред М.Моргентал

0

5

5

0

5

0

0

где УО - начальная скорость впитывания, м/ч;

Кф - коэффициент фильтрации, м/ч;

t - продолжительность полива;

Кв - коэффициент;

в - степень насыщения почвы влагой.

Использование изобретения обеспечивает оперативное регулирование питательного режима почв и влажности почв в зоне интенсивного распространения корней в соответствии с биологическими требованиями и избирательной способностью корневой системы сельскохозяйственных культур, которые в основной массе (70-80% корневой системы) перемещаются в ходе роста и развития в сторону борозды, где в течение вегетационного периода производят полив, что способствует уменьшению на 10-15% объема воды на физическое испарение с поверхности почв без снижения продуктивности растений и повышения плодородия орошаемых земель. Последнее совместно с подачей воды в борозды импульсами обусловливает повышение КПД поливной борозды до 0,9 и снижение требований к механизации и автоматизации средств полива и уменьшение капитальных затрат на их создание.

Формула изобретения

Способ полива, включающий нарезку борозд перед началом вегетационного периода через междурядье и подачу в них воды из оросителя, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности орошения путем создания благоприятных условий для накопления в почве легкоусвояемых питательных веществ, перед каждым следующим вегетационным периодом нарезку поливных борозд производят со смещением на одно междурядье.

Корректор Н.Король

Использование: проведение поливов с созданием благоприятных условий для накапливания в почве питательных веществ в доступной для растений форме. Сущность изобретения: поливы проводят через меж- дурядие в течение всего периода вегетации, а перед следующим вегетационным периодом нарезку борозд производят со смещением на ширину одного междурядья. 1 ил.