Способ орошения Советский патент 1993 года по МПК A01G25/00 E02B11/00 A01G1/00 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к технологии орошения сельскохозяйственных культур.

Известен способ орошения сельскохозяйственных культур, включающий увлажнение корнеобитаемого слоя почвы влагозарядковым поливом, а активного слоя почвы вегетационными поливами до наименьшей влагоемкости. Для его осуществления, норму влагозарядкового полива (то, м3/га) рассчитывают по формуле

т0 100Н(К-г)-Р + Е,(1) где Н - глубина увлажнения равная глубине укоренения растений, М;

d - объемная масса почвы, т/м3;

К-наименьшая влагоемкость расчетного слоя, %;

г- влажность почвы перед поливом, %;

Р - количество осадков, выпадающих за период от влагозарядки до весеннего возобновления вегетации в среднезасушливом году. м3/га;

.Е - потери влаги из почвы на испарение за. период от влагозарядки до возобновления вегетации, м /га.

Однако использование известного способа орошения приводит к тому, что поливные и оросительные нормы завышаются, В результате этого почвы промачиваются на большую глубину, чем осадками. Завышается и количество поливов, вследствие назначения их в то время, когда в почве еще имеется легкоподвижная и продуктивная влага. Не корректируется степень насыщения почвы поливом с гистерезисом почвы. В результате этого, на инфильтрацию теряется от 40 до 70% оросительной воды, повышается уровень грунтовых вод, из почвы вымываются элементы минерального питания и другие нужные химические соедине ния, растворимые фракции гумуса.

00

00

о

W

нарушается кальциевый режим, разрушается структура, вытесняется кислород. Накапливаются до губительных пределов токсичные соединения. В конечном итоге, ухудшается мелиоративное состояние земель, деградирует почва, существенно снижается ее плодородие. Кроме того, орошение черноземов дождеванием поливными нормами более 500-600 м /га приводит к поверхностному стоку или накоплению эоды в замкнутых понижениях рельефа. В результате применения несовершенного режима орошения и техники полива, а так же несовершенных оросительных систем, к настоящему времени 2 из 8 млн.га орошаемых черноземов страны деградировали и стали неплодородными.

Цель изобретения - предотвращение деградации почв и снижения потерь влаги преимущественно на мицеллярно-карбо- натных черноземах.

Предложенный нами способ орошения, сравнивался с известным (контроль).

Норма влагозарядкового полива при согласовании ее с глубиной гумусового слоя и с количеством осадков, выпадающих за осенне-зимний период в средневлажном году, составила пт0 100 1,2. 1,35 (28,6-18,6) - - 2200 + 1743 1163 1200 м3/га. При норме в 1200 м3/гз выщелачивания гумусового горизонта не наблюдалось.

Норма влагоззрядкового полива на контроле в соответствии с формулой (1) ежегодно составляла 2800 м3/га, что вызвало выщелачивание гумусового горизонта.

Поливная норма вегетационного периода в случае согласования ее с генетическим горизонтом А и допустимым пределом увлажнения в соответствии с формулой (2) составила - т0 100 0,6 1,31 (0,90 - 0,70) 29,2 459 -450 м3/га. Это меньше по сравнения с контролем на 300 м /га.Вегетационные поливы проводились при снижении влажности в активном слое почвы до 70% НВ.Во всех случаях потребовалось провести по одному вегетационному полуву.

Таким образом, оросительная норма на контроле составила 3550 м3/га, а на опытном варианте - 1650 м /га. Экономия оросительной воды - 1900 м3/га.

Урожай зерна пшеницы в среднем за два года на контроле составлял 63,2 ц/га, а на опытном варианте - 60,2 ц/га, т.е. на контроле он был выше на 3 ц/га. При закупочной цене 20 руб. за ц на контроле продукции получено на 60 рублей больше.

Один полив нормой 400 м3/гэ хозяйству стоит 20 рублей на гектаре. Выдача дополнительного объекта воды 1900 м обошлась хозяйству в 95 руб. Стоимость 1 м воды

составляет 1,5 коп., а 1900 м - 98,5 руб. Следовательно орошение озимой пшеницы на контроле стоило на 23,5 руб/га дороже, чем на опыте.

Поэтому дополнительный чистый доход, полученный от применения режима орошения согласованного с экосистемой и генетическими свойствами обыкновенных черноземов, составило 3,5 рублей с каждого

Q гектара. При этом не учтена стоимость сохраненного плодородия почвы.

В целом новизна технического решения усматривается в оптимизации режима орошения, заключающегося в его согласовании

5 с экосистемой, генетическими и гидрофизическими свойствами почвы. Согласование же состоит из следующих приемов.

1. Максимально возможная глубина увлажнения почвы влагозарядковым поливом

0 ограничена с мощностью гумусового горизонта, т.е. горизонтом А + В. Плановое увлажнение горизонта ВС и тем более С недопустимо, что исключает, как правило, промывку гумусового слоя, выщелачивание

5 из него элементов минерального питания, гумуса, кальция и потерю оросительной воды на фильтрацию. В настоящее же время увлажняют весь потенциальный слой корне- обитания. который для глубокоукореняю0 щихся культур существенно глубине гумусового. Глубина увлажнения по подтипам почв дана в таблице 1.

2. Для определения нормы влагозарядкового полива предложено количество осадков

5 осенне-зимнего периода принимать по средне-влажному году.В настоящее же время принимают по среднесухому году.Разница составляет 50%.Следовательно, поливная норма,рассчитанная по-новому,будет меньше.

0 3.Вегетационными поливами предложено увлажнять почву только в пределах горизонта наибольшего содержания гумуса (горизонт А). В зависимости от подтипа чернозема максимальная глубина увлажнения

5 колеблется от 25 до 80 см (табл. 1).

В настоящее время,глубина увлажнения вегетационными поливами зависит от глубины залегания основной массы физиологически активных корней.а генетические

0 свойства почвы в расчет не принимаются.Мощность активного слоя почвы часто больше, чем мощность горизонта А.

4.Чтобы кальций не вымывался из гумусового слоя предложено мицеллярно-кар5 бонатный слой увлажнять на глубину не более 20-30 см. В настоящее время этому фактору значения не придают.

5. Авторы известного способа полива считают, что оросительная влага просачивается в глубину только после насыщения верхнего слоя до НВ. Исходя из этого, поливают такими нормами, которые необходимы для насыщения расчетного слоя до НВ. Однако, закономерность распределения поливной воды в почве - иная. Эта закономерность изучена авторами на обыкновенных черноземах. Установлено, что, если почва иссушена до устойчивого завядания, то норма до 400 м3/га не увлажняет до НВ даже самый верхний ее слой. При поливных нормах больше 400 м3/га верхний слой почвы увлажняется доНВ, и в случае продолжения полива, мощность насыщенного слоя увеличивается. Но в нижней части увлажняемого профиля всегда имеется слой, в котором влажность равномерно уменьшается от НВ до исходной. Мощность переходного слоя - 15-20 см. Следовательно, чтобы уменьшить инфильтрацию влаги за пределы расчетного слоя, рекомендуем при определении поливных норм, влажность почвы не доводить до НВ. В этом также новизна предложенного способа.

При определении поливных норм вегетационного периода уровень максимально допустимой влажности почвы следует брать по табл.2.

Формула изобретения Способ орошения, включающий влаго- зарядковый и вегетационные поливы в оптимальном режиме для растений, о т л и ч аю щ и и с я тем, что, с целью предотвращения деградации почвы и снижения потерь влаги преимущественно на мицеллярно- карбонатных черноземах, влагозарядковый полив осуществляют нормой, обеспечивающей увлажнение гумусового слоя по условиям осенне-зимнего периода средневлажного года, а вегетационными поливами увлажняют активный слой гумусово-аккумулятивного горизонта ниже предела наименьшей влагоемкости, причем полив прекращают при достижении наименьшей влагоемкости в слое 20-30 см мицеллярно-карбонатного горизонта.

Таблица I

Использование: орошение сельскохозяйственных культур, преимущественно на черноземах. Сущность изобретения: влаго- зарядковый полив осуществляют нормой, обеспечивающей увлажнение; гумусового слоя по условиям осенне-зимнего периода средневлажного года. Вегетационными поливами увлажняют активный слой гумусо- аккумулятивного горизонта ниже предела наименьшей влагоемкости. Полив прекращают при достижении наименьшей влагоемкости в слое 20-30 см мицеллярно- карбонатного горизонта. 2 табл.

Максимально возможная глубина увлажнения черноземов в зависимости от их генетических свойств (генетические свойства даны по В.Ф.Валькову, 1977; Е,8.Лобовой, А.В.Хабарову, 1D83)

Фация субконтинентального климата

( 70-16020-30 С поверх- 36-127 ности

60-170

50-7С 100-170 20

7

Верхний предел увлажнения почвы поливами в

зависимости от заданной глубины и

предполивной влажности

36-127

60-170

120-20070-150 50-60 150-170 Не требуется 50-70

Таблица 2