Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Техника внутрипочвенного орошения в условиях крутых склонов Медведицко-Иловлинского междуречья

ВАК РФ 06.01.02, Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации по теме "Техника внутрипочвенного орошения в условиях крутых склонов Медведицко-Иловлинского междуречья"

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Волгоградский сельскохозяйственный институт

Новочеркасский ордена «Знак Почета» инженерно-мелиоративный институт им. Л. К. Кортунова

На правах рукописи МАЗЕПА Михаил Викторович С^Аз?-^^ <Н_

ТЕХНИКА ВНУТРИПОЧВЕННОГО ОРОШЕНИЯ

В УСЛОВИЯХ КРУТЫХ склонов МЕДВЕДИЦКО-ИЛОВЛИНСКОГО МЕЖДУРЕЧЬЯ

Специальность: 06.01.02 — «Мелиорация и орошаемое земледелие»

Автореферат

. диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Новочеркасск 1992

Работа выполнена в Волгоградском сельскохозяйственном институте

Научные руководители — член-корреспондент Российской ака демии сельскохозяйственных наук, доктор технических наук, профессо( М. С. Григоров, кандидат технических наук, доцент Е. П. Боровой.

Официальные оппонепты — доктор технических наук, про фессор Ю. П. ПОЛЯКОВ; кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник Н. А. Иванова.

Ведущая организация — «Волгогипроводхоз».

Защита состоится /fJ?_ 1992 г. в /г? час

па заседании специализированного Совета К 120.76.01 в Новочеркасском ордена «Знак Почета» инженерно-мелиоративном институте им. Кортунова по адресу: 346409, г. Новочеркасск Ростовской области, ул. Пушкинская 111, ауд. 236.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью предприятия, просим направлять ученому секретарю специализированного Совета.

Автореферат разослан «. Аб » <¿¿¿3 Jt_ 1992 г,

Ученый секретарь специализированного Совета кандидат сельскохозяйственных наук, профессор Г. Н, Мартыненко

0НГ.1Я ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОШ

„Актуальность. Одной из главных задач в области сельского хо-йства на перспективу является рациональное использование земелъ-¡х рэсурсов, дальнейшее развитие мелиорации, повышение эффектив-эсти использования мелиоративных земель, экономное расходование эосительной воды. В связи с этим одной Lu первоочередных проблем, гояиих перед мелиоративной наукой является необходимость разра->тки и усовершенствования способов и техники полива, внедрение шее передовых прогрессивных способов орошения сельскохозяйствен-гх 1ультур.

Исследованиями многих ученых: В.Г.Корнева,В.Н.Кичигина, A.A. (гуиевского, И.М.Астапвыы, М. С.Григоровым,В.Г.ЛабодоЗ, Д.П.Гости-1ЕШ и другими была установлена эффективность воздействия внутривенного орошения на развитие и продуктивность растений, повышб-ie производительности труда на поливе в сравнении с поверхност-м орошением и дождеванием. Внутрипочвенное орошение находит все лее широкое применение в сельскохозяйственном производстве во ем мире.

Внутрипочвенное орошение - это группа способов полива, при торых вода подается непосредственно в корнеобатаешй слой почзн рез стыки трубок, различных типов прфорадии труб, поры стенок лажчителей, проложенных на глубине 40 - 50 см от поверхности поч-. При этом способе полива дальнейшее увлагдение яочвы от места дачи воды происходит вверх и в стороны под воздействием капллляр-х сил, а вниз, частично, за счет капиллярных и, в большей стэ-ни гравитационных сил.

Внутрипочвенное орошение является одним из немногих способов, игодных к применению в сложных рельефных условиях.

Опытами С.М.Перехреста, В.П.Остапчика в хозяйствах Крымской С;Б.М.Масленникова, Я.Е.Хондрояниса - в условиях Средней Азии;

В.М.Еуачидзе, В.Н.Бокерия - в Грузии; Г.И.Ворониной - в Киргизии и другими доказаны важные технические преимущества подобных сист« орошения в условиях крутых склонов.

Одной из главных причин, сдерживалцих строительство систем ВПО является отсутствие рекомендаций по расчету и проектированию увлажнительной сети с оптимальными параметрам. Опыт вшиеназваннь исследований не всегда применим для территорий со сложным рельефе Среднего и Нижнего Поволжья. Специфика региона вызывает необхода мость производства исследований в конкретных почвенно-климатичес-ких условиях.

Пель исследований. Основной целью исследований является раз] ботка экономически эффективных техники и режима орошения для си о* тем внутрипочвенного орошения на средних и легкосуглинистых почвах с уклоном местности превышающим 0,001. Исследования важны да получения исходных данных при разработке рекомендаций на проектщ вание этой технологии, способствующих получению высоких урожаев сельскохозяйственных культур.

Задачи исследований - обоснование элементов техники и параме' сети внутрипочвенного орошения;

- исследование гидравлических характеристик трубчатых увлажнз телей различных конструкций;

- изучение распределения влаги в активном'слое почвы при вну-рипочвенном орошении на крутых склонах;

- влияние водного режима почвы при ВПО на урожайность некото] сельскохозяйственных культур;

- определение показателей экономической эффективности систем; внутрипочвенного орошения.

При изучении внутрипочвенного орошения необходим^ исследовав влияние на процесс формирования увлажненного контура почвя гидрш лических показателей трубчатой сети и её конструкции.

Гаучнья н"вкзнз результатов диссертационной работе заключается в том, что впервые в условиях Волгоградской области для слоенных рельефных условий и среднесуглинисгых почв, без близкого за-иетият водоупсра разработаны элементы техники внутрипочвеннс "о орошения. Исследован гидравлический режим работы внутрипочвенных ;злагнителей, выполненных из различных материалов. На основании экспериментальных данных исследований получены эмпирические зависимости мевду основными гидравлическими характеристиками и расчи-тава их достоверность.

Изучено формирование контура увлажнения в системе ВПО на крутых склонах при различных поливных режимах и гидравлических параметрах, что позволило определить та оптимальные сочетания.

Разработан режим орошения суданской травы при внутрипочвен-аом орошении, С помощью дисперсионного анализа урожайности судан-. ской травы при различных поливных режимах и конструкциях увлажнительной сети определены оптимальные параметры конструкций.

Расчитана экономическая эффективность возделывания суданской травы при внутрипочвенном орошении на крутых склонах. На основании этого определены удельные показатели затрат и экономической эффек-гивности БПО.

Др^.тгческая ценность работы. Внесение системы внутрипочзен-аого орошения в условиях сложного рельефа позволяет повысить урожайность суданской травы на 37% и снизить водопотребление нэ производство единицы продукции на 27%.

Построенные номограммы дают возможность быстро и с достаточной точностью определить основные гидравлические параметры дая различных конструкций увлажнительной сети.

Полученные данные могут быть использованы научно-исследовательскими и проектными организациями при проектировании систем БПО в

сложных рельефных условиях, а также специалистами хозяйств при эксплуатации аналогичных систем.

Реализация результатов исследований. Полученные результаты исследований прошли производственную проверку в совхозе "Лалшинс-гай Котовского района Волгоградской области на площади I га. Экономический эадект составил 854 руб/га.

На основании результатов исследований и наших рекомендаций институтом "Болгогипроводхоз" составлен проект строительства участка внутрипочвенного орошения "Сыородинский" площадью 49,5 га в совхозе "Лалшинский" Котовского района Волгоградской области.

Публикации. Материалы диссертации докладывались на научно-практических конференциях в Новочеркасском НИМИ в 1Э89, 1990; Саратовском СХИ в 1989; Волгоградском СХИ в 1988, 1989, 1990, 1991, 1992 годах.

Яо материалам диссертации опубликовано 5 научных работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 6-ти глав, общих выеодое и" рекомендаций производству и 26 приложений. Общий объем диссертации 202 страницы, в том числе: рисунков 48, 12 таблиц, список использованных источников из 152 наименований, приложения на 37 стр.

Содержание работы. В первой главе "Состояние изученности внут-рипотеенного орошения" дано представление о внутрипочвенном орошении как способе полива сельскохозяйственных культур. Рассмотрены вопросы о принципах подачи и распределения, поливной воды в почве при ШО. Вы делены основные преимущества и недостатки этого способа орошения в сравнении с дождеванием и поверхностными поливами. Так применение систем внутрипсчвенного орошения представляет возможность непрерывно поддергивать необходимую вла-кностъ корнеоби-таеыого слоя почвы в течение всего вегетационного периода, что

существенно влияет на подзшгаость и доступность влаги х 1 растений. Кроме того, создание оптимального воднофизическсго режима почвы способствует активизации микробиологических процессов и,тем са]._а.1 - накоплению в активном слое почвн дополнительных питг-'ель-ных веществ. Преобладание восходящего передвижения влаги предохра-. няет верхние слои почвы от вымывания питательных веществ. Отсутствие воды на поверхности создает благоприятный реглм аэрации верхних слоев почвы, препятствует развитии грибков, вызывающих заболевание растений и сокращает период вегетации растений. Отмечено,что при применении ВПО на 35 - АС% достигается прибавка урожая сель-скохозяйственнгх культур, по сравнению с традиционными методами полива.

Проанализировано развитие внутрипочвенного орошения в России, начиная с опытов В.Г. Корнеэва в 1923 г. по настоящее вреш-.. Рассмотрены различные конструктивные особенное от систем ВПО как в равнинных, так в предгорных и горных районах. Особое внимание уделено исследованиям ученых на системах ЕЛО со лозными рельефными условиями. Отмечено, что применение систем ВПО на крутых склонах позволяет получить прибавку урожая винограда в среднем в 2,В5 раза, поливной кукурузы в 2,3 раза, озимой пшеницы в 1,8, люцерны на 20 4% по сравнению с довдеванием.

■ На основании ошта предыдущих исследований определены цель и задачи исследований для конкретных почвенно-климатических условий Медведацко-Иловлинского междуречья.

' Во второй главе приводятся характеристик климатичес" ос условие, место, схема опытов и методика экспериментов.

Климат района исследований континентальный, колебания месячных и сезонных температур очень резкие.

По средаемноголетним данным среднегодовая температура воздуха +5,6°с, наиболее теплым месяцем является ишь со среднемесячной

тендературой +21,9°С, наиболее холодным - февраль со средней температурой -П,7°С.

Среднемноголетнее количество осадков в виде дседя н снега составляет 392 мм. Распределяются осадки по месяцам в течение года крайне неравномерно. Большая их часть в летние месяца (апрель - октябрь - 140 - 280 мы) под влиянием высоких температур воздуха в значительной степени испаряется.

Среднегодовая относительная влажность воздуха составляет, 62%, в лэтний период она опускается до 40%.

Характеризуя район исследований, следует сделать вывод, что для получения устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур в данных климатических условиях, необходимо проведение комплекса агротехнических мероприятий, направленных на сохранение и накопление влаги в почве. Этот процесс невозможен баз пополнения запасов продуктивной влаги в почве путем проведения оросительных мероприятий.

Почвенный покров представлен каштановыми почвами и их разновидностями. Механический состав преимущественно' - • еуглинис тый, с глубиной 40 - 100 см с прослойками плотного песчаника.

Почвы района исследований слабо гумусироваяные, содержание гумуса в пахотном слое 1,24 - 1,62?, подпахотном слое 0,78 -1,59$. Содержание доступного фосфора в гумусовом горизонте в пределах 1,1 - 2,3 мг, калия от 16,8 до 33,6 мг на I г почвы. Оссость поглощения пахотного слоя составляет'12,6 - 16,2 мг -экв/л. Содержание поглощенного натрия не превышает 0,3-0,6?.

Почвы не засолены, содержание токсичных солей в двухметровой толще не превышает 0,03 - 0,04?, хлора - 0,002 - 0,0043t, pH среды нейтральный.

Наименьшая влагоемкость в толще 0 - 50 си составляет 13,6-

14,8 весовых процентов, в слое 50 - 100 см з зависимости от ме-;санического состава варьирует от 13,5 до 20,5$. Коэффициент впитывания с поверхности за 1-й час опыта при влаздости близко.? к НВ не превышает 0,25 - 0,37 км/млн, коэффициент фильтрации 0.27 м/сут.

С учетом механического состава и фильтрационных свойств почв для обеспечения оптимального регима увлажнения предусмотрена мпшжалъкяя глубина закладки труб внутрипочвенного орошения - 0,5 м, и мероприятия по предотвращению просачивания поливной воды в -ижние слои почвенного профиля. С этой целью под увлажнителем устраивался противофильтрационный экран из полиэтиленовой пленки шириной 25 - 30 см. Сверху увлажнитель также /

закрыт пленкой для предотвращения заиления и зарастания ко^-ля-ми растений внутренней полости труб.

В стадии планирования эксперимента приняты к изучении две конструкции увлажнительной сети

Первая - увлалнитель сформирован из гончарных трубок диаметром 50 мм, длиной звена 330 мм,уложенных встык без : юлящп мест соединения. Подача поливной вода в почву обеспечивается через стыкг трубок. Вторая конструкция - увлажнитель выполнен из полиэтиленовой гофрированной цельной трубы диаметром 52 мм с точечной перфорацией диаметром 2 ш к шагом I см.

Внутрипочвенгае увлажнители длиной 150 м каздый соединены по три штуки коротыш трубопроводом в "гребенки" и пролог~нк по наименьшему уклону местности. Расстояния между увлажнителями в одной "гребенке" одинаковы, а в соседних различны - от 1,5 м до 2,0 м. Распределительный водовод, подающий поливную воду в увлажнители расположен по.максимальному уклону местности. Перед каждой "гребенкой"на выходе из распределительного водовода уста-

новлена регулирующая емкость с поплавковым клапаном, позволяющим поддерживать заданный напор б голове всех трех увлажнителей. Предусмотрена подача воды отдельно в любой из увлажнителей. Расстояние между "гребенками" -6 м, что исключает подтопление расположенных ниже по уклону повторностей опыта. Оголовки увлажнителей оборудованы съемными сетчатыми фильтрами.

Для изучения влияния пьезометрических напоров по длине ув-латаптелеЛ на равномерность увлажнения почвенного профиля в прс дольном и поперечном направлениях построена опытно-полевая установка. Конструктивно - это тнл-блок внутрипочвенного орошения состоящий из трех увлажнителей с различными расстояниями между ними. Система оборудована регулирующими и измерительными приборами и устройствами согласно методических рекомендаций по "Изучению внутрипочвенного орошения природными сточными водами и животноводческими стоками" - М.1988.■

Изучение вопросов формирования контура увлажнения в зависимости от конструкции увлакнителя и способа подачи поливной вода в почву, зоны увлажнения вокруг единичного выхода поливной воды в почву, в зависимости от выданной нормы и напора проводилось на лабораторной установке. Она была смонтирована в Волгоградском СХЗ и представляла из себя грунтовый лоток-с монолитом копирующим почвенные условия района исследований. В металлическом грунтовом лотке размерами 200 х 160 х 50 см с прозрачной фронтальной часты из органического стекла были проложены увлажнители исследуемых конструкций. ■

Полевые исследования на опытно-производственном участке ВЛО проводились по общепринятым методикам. Физико-механические и водные свойства почв определялись: - плотность почвы ■ пикнометричес ким спс ообом; порозность - расчетным путем; наименьшую влагоем-

кость - методом заливных площадок; полную влагоеикэсть расчетным способом.

Учет урожайности проводился по методике Б,А. Доспехова, повторность всех опытов четырехкратная. Математическая обработка полученных данных проводилась с помощью корреляционного и дисгэрсионного анализов на ЭШ с помощью прикладных программ по математической статистике. ■

Особенностью полевых исследований явилось использование нейтронного влагомера ЕНП-1 для проведения измерений влайности почвы. Традиционный термостатно-ь^совой метод, обладающий достаточно высокой точностью измерения влажности почвы не нашел применения из-за тяжелых условий бурения скважин для отбора

проб почвы. Территория участка исследований изобилует проел-й-s

ками плотного песчаника -на глубине 20 - IOC см, который имеет большую твердость. Поэтому применение влагомера ВНП-1 значительно облегчило процесс измерения влажности почг-т.

Перед началом исследований влагомер был протарировая по почвенник разностям. Результаты тарировки подвергнуты математической обработке на' основе метода корреляционно-регрессивного пделирования, т.е.вывода конкретного математического уравнения, которое соответствовало бы исследуемым взаимосвязям. Полученные зависимости представлены в виде формул и графиков, удобных для практической работа. Проверка результатов измерений производилась термостатно-весовым методом, ошибки измерений не презьлали 2 - 5%.

В главе третьей рассмотрены некоторые аспекты динамики влажности при внутрипочвенном орошении. В частности динамика влажности почвы после полива в зависимости от пьезометрического напора и распределение влажности почвы noc.'>", полива по длине

Линии пьезометрических налогов по длине увлажнителя из полиэтиленовой трубы.

175.0 | 174.9

Й

I - через 10 ыии., 2 - 20, 3 - 30, 4 - 40, 5 - 70, б - 100, 1 - 130, 8 - 160, 9 - 190, 10 - 220 минут от начала полива ; II- ось увлажнителя, 12 - поверхность земли.

Рисунок I

увлажнителя.

Распределение пьезометрического капора по длине увлажнителя в течение полива, показанное на рисунке I, свидетельствуй: о его неоднородности. В первые 20 - 30 мин полива увлажнитель работает не всей длиной, на что указываем отсутствие показаний в лицевом пьезометре. В дальнейшем, через 70 мин после начала полива линия пьезометрического напора устанавливается в положение характерно практически для всего остального периода измерений. Графически это ломаная линия с экстренумом а центре увлажнителя, сре. ,дие уклоны крыльев составляют соответственно 0,0029 и - 0,0031.

Анализируя динамику средней влажности почвы через 12 часов после полива по длине увлажнителя, представленную на рисунке 2, необходимо отметить совпадение характера изменения влажности почвы с линией пьезометрического напора на рисунке I. Это свидетельствует о влиянии пьезометрическиго напора на распределение влажности почвы по д^тае увлажнителя. В поперечном профиле, с удалением от центра увлажнителя, этот. процесс значительно снижается. Tai; в слое 40 - 30 см, на расстоянии 1,5 м от ос: увлажнителя ниже по уклону, разность в показаниях влажности почвы в центре увлажнителя и крайних точках не превышает 5%.

В целом через 9-12 часов поело полива происходят перемещение зоны капиллярного увлажнения от сереферии к центр^ увлажнителя. Следует отметить неравномерность этого процесса по дифференцированным слоям почвенного контура. Так, в створе скважин, расположенных в 0,5 м от оси увлажнителя ниже по уклону в слое 0 - 40 см величина прироста влажности, по сравнению с.дополивным периодом составила 17?, в слое 40 - 80 см - 39?,

Динамика средней влажности почвы по длине увлажнителя через 12 часов после окончания полива

в слое почвы 0 - 40 см

расстояние от ¿си зЗламителя, и. ЕЗ— .1.8 я. П~в.5 я. ЕН.5 я.

5Э-1.И я. ЕЗ-1.5 я. О-г.в я.

25 58 75

расстояние- от голоси увлажнителя,и.

в слое почвы 40 - 80 см

И- 1. ЕИ.Ч

расстояние от ос» уйлахнятеля, и. В я. ЕЗ--8.5 я. 0-8.5 к.

Е1-1.3 я. СИ .4 я.

25 58 75

расстояние от гологи чВлахнителя.н.

в слое почвы 80 - 120 см

расстояние от оси чалагнителя, я. ЕЭ-- 1.» я. £3—8.5 я. О-0.5 я.

ЕН.8 ЕМ.5 Ог.8 я.

25 . 59 " 75

расстояние от голоЗу челахикгеля.н.

Рисунок 2

в слое БО - 120 см - 33$. Основная масса поливкой води сосредоточилась в корнеобитаемом слое почвы и монет быть используема продуктивно.

Геодезический уклон участка внутрлпочвенного орошения также оказывает влияние на распределение поливной воды в почвенном контуре. Так на расстоянии 1,0 м от оси увлажнителя показатели влажности почвы выае в слое G - 4G см на 2 - 12$, чем у створа скважин расположенного на 0,5 и ближе к увлаж:;гелю. Этот процесс заметен в ранние периоды после заверпення полива (7-12 час ) и в последующем позволяет сохранить достаточно высокий уровень влажности ( СО - 31$ от КБ) в слое С- 80 см после завершения полива.

3 главе 4 рассмотрено формирование контуров увлажнения з зависимости от величины полезной корж и конструкции увлажнителя. для изучения влияния поливной нормы на формирование контуров увлажнения рассматригалпсь поливные нормы 70G я 400 м^/га, кат: практически пршенг.ше з исследуемом решиле орошения суданской травы.

Для характеристики контуров увлажнения подочитывались коэффициенты вертикального распространения Кв и формы Кф. Коэффициент Кв оценивает оптимальность контура увлалнения, это отношение верхней полуоси контура увлажнения к нижней. Коэффициент I-'ф определяется отношением величины распространения контура увлажнения по высоте к тому же параметру по ширине. Значения коэффициентов Кв и Бф представлены в таблице I.

Рассматривая формирование контура увлажнения в зависимости от величины поливных норм, конструкции увлажнителя необходимо отметить следующее:

I.Увеличение поливной нормы с 400 до 700 и?/та. позволяет

Таблица I

«орелтроЕ-анге контуров увлажнения в зависимости от величины поливно"! кормы и конструкшх увлажнителя

Полезная ! Врет, норма, ! час,

м"/га

Параметры контуров увлажнения

! после )• ! -юлива ; ар см j ao.cn Л, см а, см ! Va2 А/2

Увлажнитель из гончарных трубок ( I вариант )

л о 26 118 144 207 0,22 0,70

7 27 138 ' 165 207 0,20 0,80

12 26 153 179 172 0,17 1,04

24 24 148 172 141 0,16 1,22

72 18 119 137 93 0,15 1,47

120 10 37 47 32 0,27 1,47

3 32 123 155 23-1 0,26 0,66

7 34 147 181 245 0,23 0,74

12 27 169 196 238 . 0,16 0,82

24 27 I4R 175 214 0,18 0,82

72 23 123 146 173 0,19 0,84

120 10 40 50 54 0,25 0,93

Увлажнитель из п/э трубы ( 2 вариант )

3 27 4G 73 184 0,59 0,40

7 30 85 116 201 0,35 0,58

12 24 7С 94 192 0.34 0,49

24 14 86 100 175 0,16 0,57

72 14 66 80 169 0,21 0,47

120 12 32 44 80 0,37 0,55

3 32 90 122 210 0,36 0;58

7 . 38 105 143 215 0,36 0,67

12 32 116 148 220 ■ 0,28 0,67

24 27 а 06 133 205 0,25 0,65

. 72 20 90 . НО 152 0,22 О', 73

120 12 . 60 72 127 0,20 0,57

400

700

400

700

г?

увеличить расстояние иезду увлажнителями на 20 - 30 см эа еча* возрастания абсциссы контура увлажнения. Одаако при этом а среднем вдвое возрастает количество поливной воды, утраченной на глубинную фильтрацию, уменьшаются величина коэффициента оптимальности Кв ( на 39 - 46?).

2.Конструкция увлажнителей и способ раэдачй йоду В почву оказывают влияние на форму контура увлажнения» йря аолаве из увлажнителей, выполненных из гончарных трубок с поступлением воды через стыки между трубками по сравнений с полиэтиленовым! перфорированными трубами на 25 - 47? возрастает интенсивность поступления воды в почву. Б результате контуры увлажнения на . варианте I при прочих равных условиях больше по площади, чем в варианте 2. Причем качественные их показатели ниже. Значительное количество воды перемещается в нижние слои по*£вЫ й ряется. Увлажнитель, выполненный ив полиэтиленовых труб обладает более высокими показателями из рассмотренных вариантов.

Установление зависимостей расходов воды в увлажнителях от напора и конструкции производилось на опытно-полевой установке* Исследовались те же две конструкции увлажнителей при работе с напорами в голове от 20 до 70 см. В течете опыта поддерживались постоянными изучаемые напоры в голове увлажкитбЛй, контроль осуществлялся по пьезометрам. Определение расходов производилось с помощью протарированкых щелевых водосливов. Опыты проводились при установлении исходной влажности почви на уровне 75 - 80? НВ. .

Установлено, чзю полная стабилизация расходов воды 8 увлажнителях происходит через 160 - 220 глин от начала полива. Величины установившихся удельных расходов воды в голове увлажнителя ис-полиэтиленовых труб составили,- дяя напора 0,7 м -

гз

О,СПС л/с ка I 1.т длтг.ш увлгшителя, для напора 0,6 м-0,С1С>1

• л/с, л~я капера С,5 м-0,ССУэ л/с, для напора 0,4 м-0,СС82 л/с, для напора 0,3 м-С,0С6Э л/с, для капора С,Г м-0,С056 л/с.

лдя увлажнителя выполненного из гоччарных трубок, удельные расходы после их стабилизации составили: при напоре 0,7 м -0,0154, при ьапоре О,С м-0,0146, при напоре 0,5 м-0,014, при 0,4 ц-0,0124, при 0,3 м-0,0105, при напоре 0,2 м-0,0С84 л/с на I м длиш увлажнителя.

Математическая обработка зависимостей расхода воды в гол< ве увлажнителя от продолжительности полива при различных напорах проводилась методом регрессионного анализа ка ЗШ. При

• вычислении параметров корреляционно-регрессионной модели использован метод наименьших квадратов. При этом связь расхода с определяющими его факторами напором (Н) и Временем (Т) в общем виде записывается выражением: 0=?{Н,Т). Область цриме-

• нения полученных зависимостей ограничивается по напору 11=0,2-0,7 м и по времени Т=1С-300 мин до появления установившегося расхода.

Особенностью расчетов является представление параметра времени (Т) как величины, обратно пропорциональной расходу (0 Так при Т-»«наступает полная стабилизация расходов волы, а при Тг» 0, 0- -»-со. Поэтому представление исходных данных по вре мени производилось в виде Т^Г"*. ,

Произведена оценка соответствия изучаемых зависимостей с расчитанщади параметрами модели и качество связи результативного показателя с фактораш, обуславливающими его уровень. Дня этого рассчитывались коэффициенты корреляции, парше и множественный, средние отклонения расчетного расхода от факти

А. из полиэтиленовых труб

л/с (лЛеш л) 1.34 (0,54)

1,20 (0,48) 1,10 (0.44)

и,96 (о,за) 0,81 (0,32)

«ч.

0.64"40,26) 0,56 (0,22)

» 0,335 + 1,276 h ♦ 1,142 т

Т, ш

¡10

160 гго

15

'О 100

130 iso

Рисунок 3

Б.из гончарнюс Ve ( лЛшн.и ) трубок

г,-а (0,712!

1,68 (0,672) 1,62 (0,648)

» 0,619 «■ 1,53 h t 1,614 т "т

ч1,43 (0,572) ч

\

1,234(0,4^2) ч

ч

0,95 (0,330)'

0,84 (0,35) n

Т, мик

К

miß

15

20

25 30

40

70 ТОО ico 220

веского.

Существенность корреляционных отнозе^й проверялась с пелгащью критерия Стъюдеята.

Все зависимости описываются уранением типа У=А»Х + и имеют высок :е показатели соответствия расчетных параметров эмпирическим. Существенность корреляционных отношений также высока.

Параметры расчетных зависимостей показаны в таблице 2.

Пользуясь расчитанныш! зависимостями можно подсчитать подачу оросительной вода за дабой промежуток времени и при различных напграх,делать интерполяцию, экстраполяцию и определять расчетный расход воды в увлажнителе.

Для облегчения решения уравнений построены номограммы из выравненных точек представленные на рис. "3 .

В главе 5 рассмотрены рении орошения и урожайность выбранной к исследованию сельскохозяйственной культуры. Посколь-ко хозяйство, в котором проводились научные работы имеет ориентацию на производство мясо-молочной продукции- основными в растениеводстве являются кормовые культуры, то к исследованиям принята суданская трава. Эта культура, при правильной агротехнике возделывания и мелиорации, обеспечивает получение стабильно высоких урожаев зеленой массы.

В течение исследований на опытно производственном участке ЕЛО в 198&-1989 гг возделывалас.ь суданская трава сорта "Кг. лыпшнская-541". Технология возделывания суданской травы была общепринятой для данного региона. Для контроля получений урожайности использовались данные по участку, орошаемому дождевальной малиной ДЦА-ЮОМА и средними показателями по хозяйству.

Таблица 2

Зависимости расхода воды 11 голове.увлажнителей ох конструкции, напора и продолжительности полива

Расчетные ! . 1 гтдпдио/пт» . ........ Конструкция увлажнителей

ИаусШо X уЬл | 1 Н, т I из полиэтиленовой трубы ! из гончарных трубок

1. - А ! В 1 А ! В

0-= А + В Ги,иш ( я/о )

Н = 0,2 и -29,01 29,73' -41,996 43,07

■ 0,3 -44,80 45,73 -67,113 60,53

0,4 -49,77 50,87 -71,44 73,07

0,5 -56,07 57,33 .-80,67 82,53

0,6 -59,42 60,80 -81,81 83,73

■ 0,7 -66,60 68,13 -89,43 91,47

0- = А + В Н ( л/с )

Т = 10 мин 0,39 1,37 0,717 1,626

40 0,38 1,33 0,702 1,579

70 0,36 1,33 0,370 1,59

100 0,355 1,31 0,660 1,57

130 0,35 1,17 0,639 1,394

160 0,34 1,186 0,624 1,406

190 0,33 1,194 0,621 1,404

220 0,33 1,194 0,621 1,404

Установившейся & = 0,33 + 1,14 Т1+ 1,28 Н &:= 0,62 + 1,31 Г1* 1,53 Н

"'аксиальная урожайность получена на варианте с кслоль-зованием в качестве внутрипочгенкых увлажнителей полиэтилене вих труб и составила 75,3 т/га за три укоса суданской травы. Прибавка, до сравнению с доддеваьлец составила 20,3 т/га тш 36,95- Коэффициент использования оросительной вода в среднек

о

за года исследований составил 63,4 м /т, что на 27? ниже, чей при дождевании. Оросительные нориа, в зависимости от условий года изменялись от 2000 до 5800 м^/га при применении поливных норм 100-700 м^/га.

Отмечено снижение урожайности при увеличении расстояния между увлажнителями. Так при увеличении расстояния между увлажнителями с 1,5 до 1,75 и, в среднем, урожайность снизтлас на 3,5?, а при дальнейшем увеличении раебтояния до 2,0 м эта величина составила 6,4-13,2?.

На формирование урожая суданской травы оказывает влияние конструкция увлажнителя. Так при расстоянии 1,75 м между увлажнителями урожайность суданской травы выше на варианте с полиэтиленовыми увлажнителями, чем на варианте с гончарными трубками на II т/га.

Сравнение вариантов опыта производилось на основе дисперсионного анализа по методике Б.А.Доспехова для одно и двухфакторного метода на ЭВМ.

Лз анализа расчетов можно сделать вывод, что знутрипоч-вепный полив - высокоэффективный метод орошения, применение которого дает значительное увеличение урожайности суданской травы - на 12,4-36,9? по сравнению с дождеванием (55 т/га). Среди рассматриваемых вариантов внутрипочвенного орошения • оптимальным является вариант, у которого увлажнители выполнены из полиэтиленовой трубы с внутренним диаметром '52 да

ТаСлица-3

Затраты и экономическая эффективность на возделывание суданской травы зри внутршочвенном орошении и доздева-гпш в совхоза "Лапшикский"

•Показатели ка I га

Дождевание

Г"100

Внутрипочв екное орошение

п/э труйГ

ВАРИАНТУ

! гончарнио тру&оГ

расстояние меуцу увлаянителями, и

! ! 1,5 ' 1.75 ' 2,0 1 1.5 1 1.75 1 2.0

Капитальные вложения, руб 2580,00 3658,4 3522,7 3404,3 32^3,2 2761,4 2630,5 '

Производственные затрат, руб 319,8 284,0 '278,2 267,3 261,4 242,7 238,8 8

Затрате труда, чел.. - час-" 112,2 . 70,7 69,0 68,8 65,9 63,7

Затраты поливной вода, куб.и 6300 4490 4340 3550 4430 4190. 3750

Уронайность, т 55,0 75,3 72,8 59,6 65,4 61,8 55,4

Стоимость- валовой продукции, руб 831,6 ' 1133,5 ' 1100.7 901,2 988,8 934,4 637,6

Стоимость продукции на I чел.-час. 16,1 15,С6 14,1В

руб. 7,41 13,06 ' 14,37 13,15

Себестоимость I .ц, руб 0,58 0,38 0,38 0,45 0,40 0,39 0,43

Чистый доход, руб 511,8 854,5 822,5 633,9 727,4 691,7 598,8

Чисты! доход на I чол. - час, руб 4,56 ' 12,09 11,25 9,19 10,57 10,50 9,40

Чистый доход на I руб,затрат, руб ' 1,60 3,01 2,96 2,37 2,78 2,83 2,51

п расстоянием 1,75 и некпу увлажнителями.

Ъ глазе представлен расчет экономической э£фективкос-Т1- возделывания суданской травы при внутр*иючвеш:ок орошении. При расчете были определены необ: удимые производственные затраты, в том числе стоимость воды, семян и связанных с ними затрат в соответствии с технологическими картами.

Нормы выработки, тарифные ставки и нормативные показатели принимались для производственных условий Волгоградской области. Кроме прямых, в общих расходах учтены проние.и общехозяйственные затраты.

Затраты и результаты расчета экономической эффективности Енутрипочв енного орошения показаны в таблице 3.

швода и пкщошия производству

1. Для данного региона, с присущими ему каштановыми почвами, представленными суглинками различного механического состава и значительными уклонами местности (выше 0,01) внутри-почвенное орошение наиболее эффективно. Его применение поз-волкло повысить урожайность суданской травы на 12-37$ го сравнении со способами полива дождеванием. При этом достигается экономия оросительной воды на 27$ и энергетических ресурсов на единицу получаемой продукции по сравнению с дождеванием, создаются более благоприятные условия водного режима почвы, механизации обработки поля и уходу за культурами.

2. Важнейшим фактором, определяющим качественную и количественную стороны процесса поступления и распределения воды в почве является способ подачи ее в корнеобнтаешй слой. При больших поперечных уклонах участка орошения полив дождеванием может привести к водной и почвенной эррояпг

Внутрипочвевный способ орошения, с подачей воды снизу-вверх позволяет перерапределить часть поливной воды в верхние горизонта почвы за счет влияния геодезического уклона. Отмечено, что через 3-12 часов после окончания полива происходит перемещение влаги вверх ка перефертйных учаспшх, удаленных от оси увлажнителя на 1,5-1,75 м ниже по уклону. Этот процесс характерен при проведении поливов как малыми, так и относительно большими (700 ц3/га) поливными нормами.

3. На почвах среднесурганистого механического состава обязательно применение против офмьтрацконных экранов из полиэтиленовой пленки. Это предотвращает размыв почвы вокруг увлажнителей за счет увеличения смоченного периметра до контуру экрана и значительно увеличивает равномерность раздачи поливной воды по длине увлажнителя. Особенно это важно при применении гончарных трубок в качестве увлажнителя с додачей воды в почву через стыки между трубками, так как в этом случае уменьшается запляемость внутренней полости трубок.

4. Из рассмотренных конструкций увлажнителей более высокие показатели обеспечивают полиэтиленовые трубы, поставляемые в бухтах длиной 150 м, внутренним диаметром 52 мм,

с промышленной перфорацией диаметром 2 мм и шагом I см по спирали, с полиэтиленовыми экранами снизу а сверху.

5. Лучшие показатели контура увлажнения почеы отмечены при оптимальной поливной норме 400 м^/га. Увеличение поливной нормы- до 700 м /га создает условия для просачивания до-

,лнвной воды ниже активной зоны почвы, увеличиваются потери воды на глубинную фильтрацию. Улучшение показателей контура увлажнения незначительно.

6. 1ля определения удельного расхода воды в увлажнителях в зависимости о? напора в голове и продол ктельностк полива выведены формулы, позволяющие подсчитать подачу оросительной вода за ллбой промежуток времени при различных напорах.

7. Внутркпочвеклое орошение целесообразно проводить при поддержании режима влажности почвы в активном слое в пределах 75-80? от НВ на протяжении всего периода вегетации суданской травы. Оптимальная поливная норма при этом устанавливается не более 400 ы3/га.

Б. Экономическая эффективность при установленных оптимальных параметрах ВПО характеризуется по сравнению с дождеванием следующими показателями: -уменьшение текущих.затрат на 22?, увеличение чистого дохода на 342,7 руб/га, снижением себестоимости I ц полученной продукции на 35?, срок окупаемости капитальных вложений определяется в 6 лет.

9. При проектировании и эксплуатации систем внутрипоч-венного орошения следует пользоваться полученными автором зависимостями и номограммами для определения основных параметров увлажнительной сети:

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах :

1.Распределение поливных норм в почвенном профиле при внутрипочвенном орошении // Сб.научн.тр./ Волгоградский СХИ. -Волгоград, 1989,-0.33-39.

2.Внутрипочвенное орошение на крутых склонах в условиях Волгоградской области // Тезисы докладов научно-производственной конференции/Саратовский-СХИ.-Саратов,1989. С.42-43.

3.Техника внутрипочвенного орошения на крутых склонах

едведицко-Иловлпнского междуречья // Тезисы докладов научно-произ->дствеиной конференции /НИМИ. Новочеркасск, 1989. Т. 2. С. 23—24.

4. Распределение поливной воды в почвенном профиле при внутрипоч-нном орошении на крутых склонах // Сб. науч. тр. / Волгоградский ХИ. Волгоград, 1991. (в печати).

5. Режим орошения суданской травы на каштановых и светло-кашта-шых почвах в условиях Волгоградской области // Вестннк сельскохозяй-венной науки. 1992, (в печати).

Формат 60X84 1/16. Уч.-изд. л. 1. Тир. 100. Зак. 510. Ротапринт. Типография Волгоградского сельскохозяйственного института