Автореферат (Ресурсосберегающие технологии и технические средства орошения), страница 7

Оросительная норма возделывания яровой пшеницы для лесостепной области определяется следующим образом:

где: - испаряемость (формула Иванова И.Н.), м³/га; - средняя температура воздуха за месяц, ^оС; - относительная влажность, %; - среднемесячные осадки, м³/га; - влажность почвы в начале вегетации, м³/га; - влажность почвы в конце вегетации, м³/га.

Разовую норму полива определяют для каждого массива орошения и культуры, и она представляет собой количество воды, которое разбрызгивается на листья растений (сплошное покрытие листовой поверхности каплями размером 100...500 мк). Полное испарение влаги с листовой поверхности происходит за 20...30 мин.

Зависимость для определения поливной нормы m при мелкодисперсном дождевании:

m = m_t×t × n_t (38)

m_t - разовая норма полива, м³/га; ×t, n_t- соответственно количество суток и количество часов в сутках с температурой выше оптимальной для данной культуры в основные фазы ее развития.

Выбор конструкции системы малообъемного орошения осуществляется на основе анализа природных условий, биологических особенностей орошаемой культуры и необходимого для данных условий режима орошения. В соответствии с этими показателями определяется тип системы - капельное орошение, микродождевание, внутрипочвенное орошение, мелкодисперсное орошение, импульсное дождевание. Системы работают сезонно в постоянном режиме при последовательном переключении поливного тока на модульные участки, входящие в зону обслуживания оператора. Расход воды, подаваемый на площадь одновременного полива, должен соответствовать гидромодулю системы. Межполивной период и величина поливной нормы задаются, исходя из установленной глубины увлажнения. Система мелкодисперсного дождевания работает при t_воз.> t_{биол. доп.} и в зависимости от влажности воздуха.

Воздействие на окружающую среду является одним из критериев выбора системы малообъемного орошения. Все способы малообъемного орошения являются экологически безопасными способами орошения. Они практически полностью исключают поверхностный сток оросительной воды, предотвращают смыв почвы и вынос минеральных солей в водоприемники, снижают испарение с поверхности почвы и уменьшают развитие сорной растительности в междурядьях. При мелкодисперсном и импульсном дождевании также наблюдается повышение влажности воздуха в пределах орошаемого массива на 10-15 % и снижение температуры воздуха в приземном слое на 2-3^оС.

Информационное обеспечение для большинства рассмотренных способов полива одинаково и базируется на определении запаса влаги в корнеобитаемом слое и суточного расхода влаги полем, а также содержания питательных элементов. Подекадное определение температуры и влажности воздуха для мелкодисперсного, импульсного и подкронового дождевания.

Управление системами орошения. Для всех рассмотренных способов орошения система управления адаптивная человеко-машинная. Ее основу может составлять система датчиков влажности почвы, влажности и температуры воздуха, интенсивности солнечной радиации, содержания элементов минерального питания и солей в воде.

В основу создания систем малообъемного орошения положен модульный принцип и разработаны принципиальные схемы модульных участков. Осуществлена разработка распределительной сети необходимой для работы модульных участков различных способов малообъемного орошения. Модульная система орошения состоит из головного сооружения, системы распределительных и поливных трубопроводов с водовыпусками. В производственных условиях разработаны и апробированы принципиальные схемы модульных участков применительно к различным уклонам местности. При малообъемном орошении предлагается использовать поперечную схему полива. По этой схеме распределительные и поливные трубопроводы укладываются поперек, а участковые - вдоль склона. При уклонах 0,05 и менее подача воды осуществляется по принципу “снизу вверх”. При уклонах свыше 0,05 воду из источника орошения целесообразно подавать в верхнюю командную точку склона, где располагается головное сооружение.

Для гидравлического расчета трубопроводной сети систем микроорошения предложена методика, которая позволяет определять потери напора по длине поливных и распределительных трубопроводов. Расчет проведен по уравнениям напорного движения жидкости с переменным расходом. Диаметр поливных трубопроводов определяют гидравлическим расчетом в зависимости от уклона и удельной раздачи. Длину гладких тупиковых трубопроводов из полиэтилена с водовыпусками при удельном расходе 0,05...0,2 л/с на 100 м определяют по графику (рисунок 14).

1 000i, м/км

L при q=0,2л/с на 100м

L при q=0,1 л/с на 100м

Lпри q=0,05л/с на 100м

Рисунок 14. Определение оптимальной длины «L» полиэтиленовых тупиковых трубопроводов при различном удельном расходе

Особенности технологии малообъемного орошения при возделывании различных

сельскохозяйственных культур.

Особенности технологии орошения при капельном орошении и подкроновом дождевании при выращивании садовых культур. Орошение проводится в зависимости от фазы вегетации и проведения сельскохозяйственных работ. Учитывая, что оптимальными параметрами для развития плодовых культур и виноградников являются температура воздуха до 25⁰С и влажность почвы в корнеобитаемом слое не ниже 70...80% НВ, для этих культур во всех засушливых зонах обязателен осенний влагозарядковый полив, который производится после уборки урожая. Влагозарядковый полив там, где он не давался осенью, можно проводить весной или перед началом сокодвижения. Во время вегетационного периода для поддержания оптимальной влажности почвы на каждом этапе развития растений проводятся увлажнительные поливы, частота их проведения может быть ежедневной, или с разрывом в несколько дней. Подачу удобрений, когда это требуется по технологии возделывания культуры, можно совмещать с проведением поливов. Интенсивность водоподачи увеличивается в наиболее напряженные периоды вегетации с последующим постепенным снижением к фазе созревания плодов. В фазу накопления сахара в плодах необходимо полное прекращение поливов (таблица 9). Однако в условиях высоких температур и низкой относительной влажности воздуха растениям не хватает воды даже при достаточном количестве её в почве. Повышение относительной влажности воздуха в период формирования цветка способствует увеличению их количества и создает благоприятные условия для оплодотворения.

Особенности технологии орошения при мелкодисперсном дождевании в сочетании с традиционными способами полива, при выращивании озимой пшеницы. При возделывании озимой и яровой пшеницы на каждом этапе органогенеза необходимо поддерживать оптимальный уровень содержания влаги в почве. Для озимой пшеницы во всех засушливых зонах обязателен осенний влагозарядковый полив, а для яровой пшеницы – весенний влагозарядковый полив. В Нижнем Поволжье число вегетационных поливов колеблется для озимой пшеницы от 3 до 4, для яровой - от 4 до 5 (таблица 10). Оптимальная для формирования урожая пшеницы температура воздуха 20-24^оС. При низкой влажности воздуха имеет место частичная стерилизация цветения и, следовательно, снижение урожайности на 25-30%.

Особенности технологии орошения при импульсном дождевании при выращивании кукурузы. Режим орошения разработан в соответствии с оптимальной для развития кукурузы температурой воздуха 20-25^оС. Более высокая температура воздуха оказывает неблагоприятное воздействие на развитие растений. Повышение температуры более 25^оС и снижение влажности воздуха до 30% во время цветения приводит к потере жизнеспособности пыльцы. Поэтому улучшение фито- и микроклимата при ежедневных круглосуточных поливах синхронно в соответствии с водопотреблением растений системой импульсного дождевания приводит к повышению продуктивности посева и увеличению урожайности зерна на 15-20% (таблица 11).

Таблица 9. Распределение поливов при капельном орошении и подкроновом микродождевании при выращивании садовых культур в зависимости от фазы вегетации и проведения сельскохозяйственных работ.

Таблица 10. Распределение поливов при мелкодисперсном дождевании в сочетании с традиционными способами полива при выращивании озимой пшеницы в зависимости от фазы вегетации и проведения сельскохозяйственных работ.

Рассмотренные выше элементы технологий полива могут быть объединены между собой по: режиму и интенсивности водоподачи, поливным нормам и ресурсо- и энергосбережению. Технологические показатели, разработанные для модульных участков, представлены в таблице 12.