Автореферат (Технология и технические средства подкронового микроорошения садовых культур)

На правах рукописиМищенко Николай АндреевичТехнология и технические средстваподкронового микроорошениясадовых культурСпециальность: 06.01.02 – «Мелиорация, рекультивация и охрана земель»АВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степеникандидата технических наукМосква – 20142Работа выполнена в ОСП Новочеркасский инженерно-мелиоративныйинститут им. А.К. Кортунова ФГБОУ ВПО«Донской государственный аграрный университет»Научный руководитель –Ольгаренко Владимир Ивановичдоктор технических наук, профессор, членкорреспондент РАН,Официальные оппоненты: Снипич Юрий Федоровичдоктор технических наук,ФГБНУ «Российский научно-исследовательскийинститут проблем мелиорации», отдел«Научного обеспечения строительствамелиоративных систем», ведущий научныйсотрудникКалиниченко Роман Владимировичкандидат сельскохозяйственных наук, доцент,ФГБУ ВПО Российский государственныйаграрный университет – МСХА имени К.А.Тимирязева, доцент кафедры мелиорации игеодезииВедущая организация –ФГБОУ ВПО «Кубанский государственныйаграрный университет»Защита состоится «__» _________ 2014 года в 10 часов на заседаниидиссертационного совета Д 006.038.01 во Всероссийском научноисследовательском институте гидротехники и мелиорации им.

А. Н. Костякова поадресу: 127550,Москва, ул. Большая Академическая, д. 44.С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВНИИГиМ и на сайтеhttp://sovet.vniigim.ruАвтореферат разослан «__» ___________ 2014 года.3Ученый секретарьдиссертационного советаС. Д. Исаева4ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность темы исследования.

Сельское хозяйство РоссийскойФедерациипредприятий,ресурсами,отличаетсяналичиемрасполагающихтакземлепользователейикакзначительнымисформировавшейсяскрупныхразличнымисельскохозяйственныхземельнымиструктуройформамии трудовымихозяйствсобственности.ВмелкихРоссииначитывается более 40 млн. мелкотоварных хозяйств с общей площадьюземельных участков 27,8 млн. га, в том числе земли личных хозяйств - 12 млн.

га сземельными наделами от 0,04 га до 2 га; фермерских хозяйств – 15,8 млн. га сплощадью участка от 0,1 до 40 га, которые характеризуются сложнойконфигурацией, особенностями рельефа, наличием различных препятствий(мелколесье, дороги, линии электропередач).Важноепрактическоезначениеимеетповышениеэффективностииспользования орошаемых участков данных категорий хозяйств, получениевысококачественной продукции. Решение этой проблемы связано с научнымобоснованием, разработкой и внедрением новых ресурсосберегающих иэкологически безопасных технологий орошения, в том числе подкроновогомикроорошения садов, обеспечивающего экономное использование водных,энергетических и трудовых ресурсов, экологическую безопасность.

Внедрениеновых технологий и технических средств микроорошения позволит увеличитьпродуктивность орошаемых участков мелких землепользователей, что обеспечитповышение продовольственной безопасности, уровня занятости и улучшениесоциально-экономических условий жизни сельского населения при соблюдениитребований охраны окружающей природной среды.Степень разработанности темы. Разработка новых технических средствведется в направлении создания мобильных оросительных систем для поливасельскохозяйственных культур, садов, виноградников, питомников, плодовоягодных насаждений, которые должны быть экономически эффективными,надѐжными и простыми в эксплуатации, недорогими по стоимости и доступнымив приобретении, экологически безопасными.

Однако, разработанные технологии и5техника микроорошения не достаточно учитывают особенности полива садовыхкультур на мелкоконтурных участках сложной конфигурации, типичных дляфермерских и личных подсобных хозяйств. Таким образом, необходимотеоретическое обоснование и разработка новых технологий и техническихсредств микроорошения садовых культур, обеспечивающих рациональноеиспользование водных, энергетических и трудовых ресурсов, повышениенадежности,мобильности,диапазонаприменимости,снижениематериалоемкости, создание благоприятных условий для развития и увеличенияурожайности садовых культур.Цель исследований. Повышение эффективности использования водных иэнергетических ресурсов на мелкоконтурных участках фермерских и личныхподсобных хозяйств населения на основе разработки новых технологии итехнических средств подкронового микроорошения садовых культур.Задачи исследований:- выполнить анализ и оценку существующих технических средств итехнологий подкронового микроорошения садовых культур;- теоретически обосновать и разработать технологию и технологическиймодуль комплекта ирригационного подкронового микроорошения садовыхкультур (КИПОС) на мелкоконтурных участках;- изучить параметры струйных водовыпусков и дефлекторных насадок,закономерности распределения воды при поливах, определить гидравлическиехарактеристики полиэтиленового быстроразборного трубопровода в составеирригационного комплекта подкронового микроорошения;- исследовать процесс работы технологического модуля в опытнопроизводственных условиях, разработать режим орошения яблоневого сада;- установить рациональные технико-эксплуатационные параметры ирежимы работы ирригационного комплекта, оценить его надѐжность ибезопасность функционирования в производственных условиях;6- разработать технологию применения КИПОС, методику расчета техникоэксплуатационныхпараметровиконструктивно-компоновочныхсхемирригационного комплекта подкронового микроорошения садовых культур.Научная новизна работы:– разработан новый мобильный ирригационный комплект подкроновогомикроорошения садовых культур модульного типа на основе быстроразборныхполиэтиленовых трубопроводов;– впервые обоснованы и разработаны конструктивно-компоновочные схемыиконструкциитехнологическогомодуляирригационногокомплектаподкронового микроорошения садовых культур для мелкоконтурных участков сосложным рельефом и конфигурацией;– изучены закономерности пространственно-временного распределенияискусственного дождя и расходно-напорные характеристики ирригационногокомплекта; установлены геометрические и гидравлические параметры поливныхустройств, обеспечивающие расширение диапазона их применения для различныхвозрастных циклов садовых культур;– установлены рациональные технико-эксплуатационные характеристикиирригационного комплекта на основе проведенных лабораторных и опытнопроизводственных испытаний;– определены биоклиматические и микроклиматические коэффициентысуммарного испарения яблоневого сада, усовершенствована методика расчетапроектных и эксплуатационных режимов орошения технологического модуляирригационного комплекта подкронового микроорошения яблоневого сада;Теоретическая и практическая значимость работы:Предложеныкомпоновочныеинженерно-техническиесхемыдляподкроновогорешенияиконструктивно-микроорошениямноголетнихнасаждений.

Разработан новый мобильный ирригационный комплект дляподкроновогомикроорошениясадовыхкультур,обеспечивающийдифференциацию геометрических и гидравлических параметров в зависимости от7схемы размещения растений, фаз развития корневой системы и возраста деревьев,что позволяет расширить диапазон применения подкронового микроорошения длямноголетних садовых культур на мелкоконтурных участках орошения площадьюот 0,1 га до 10,0 га при сложной конфигурации и пересеченном рельефе.Технологический модуль микроорошения исследован на поливе садов вреспублике Башкортостан и Московской области.

Для широкого внедренияирригационных комплектов разработана проектная и научно-техническаядокументация, которая может быть использована научными, проектными,конструкторскими организациями и сельскохозяйственными производителямиразличной формы собственности.Методология и методы исследований. Теоретические исследованияпроводились с использованием методов системного анализа и теориипроектирования новой техники, законов и методов классической механики,математического анализа и статистики. Экспериментальные методы включалиполевые опыты, проводимые по методике Б.А.

Доспехова (1972), лабораторнополевые и лабораторные исследования, которые проводились с применениемстандартныхметодикпроведениянаучно-исследовательскихиопытно-конструкторских работ, в том числе специальных методик, используемых вмелиоративной отрасли. При проведении лабораторных исследований поопределению характеристик дождя использовались основные требования иположения, изложенные в ГОСТ 27.002-89 и СТО АИСТ 11.1-2004, СТО АИСТ11.2-2004, а также в методических рекомендациях по разработке технологий итехническихсредств.Обработкаполученныхданныхпроводиласьсиспользованием стандартных компьютерных программ на ПЭВМ.Положения, выносимые на защиту:– новый технологический модуль мобильного ирригационного комплектадля подкронового микроорошения садовых культур на мелкоконтурных участкахсложной конфигурации;– конструктивно-компоновочные схемы ирригационного комплекта дляподкронового микроорошения садовых культур;8– технико-эксплуатационные характеристики и технология применениямобильного ирригационного комплекта подкронового микроорошения садовыхкультур; эмпирические зависимости распределения искусственного дождя, как поплощади, так и радиусу полива дефлекторных насадок;– усовершенствованная методика расчета проектных и эксплуатационныхрежимоворошениясприменениеммодульногокомплектаКИПОС,биоклиматические и микроклиматические коэффициенты суммарного испаренияи водопотребления яблоневого сада.Степень достоверности и апробация результатов.