Воскресенье, 04.12.2016, 04:55
Высшее образование
Приветствую Вас Гость | RSS
Поиск по сайту


Главная » Статьи » Техника. Технические науки

ДИНАМИКА УВЛАЖНЕНИЯ ПОЧВЫ ПРИ КАПЕЛЬНОМ ПОЛИВЕ САДОВ

ДИНАМИКА УВЛАЖНЕНИЯ ПОЧВЫ ПРИ КАПЕЛЬНОМ ПОЛИВЕ САДОВ

А.Д. Ахмедов, доктор технических наук, профессор. Е.Ю. Галиуллина, аспирант. А.А. Темерев, аспирант. ФГОУ ВПО Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия

Капельное орошение – один из наиболее прогрессивных способов полива – находит все большее распространение в нашей стране и за рубежом. Его применение позволяет создать оптимальный водно-воздушный режим в почвенном слое, сохранить его структуру, улучшить аэрацию, то есть обеспечить благоприятное для растений увлажнение почвы. В результате этого урожайность сельскохозяйственных культур возрастает на 50...80 % при меньших затратах труда и поливной воды на 35...50 % по сравнению с другими способами полива.

При подаче воды из капельниц образуется контур увлажнения, размеры и форма которого зависят от водно-физических свойств почвы и количества поданной воды. Остается неясным, однако, насколько изменяется контур увлажнения при различных поливных нормах, как распределяется влага в почве после полива. Эти вопросы связаны, прежде всего, с оптимизацией капельного полива [1, 2, 3, 4].

В настоящее время отсутствует единое мнение, особенно для засушливой зоны Волгоградской области: при капельном орошении какая часть площади и соответственно объема почвогрунта, отведенная многолетним насаждениям, должна быть увлажнена.

Поэтому с целью изучения контура увлажнения почвы, в зоне развития корневой системы яблони нами была проведена серия опытов в ООО «Липовские сады» Ольховского района Волгоградской области. Исследования проводились при подаче разных поливных норм в следующих вариантах: 1, 2, 3 – с установкой соответственно одной, двух и четырех капельниц около ствола дерева.

Опытно-производственный участок расположен в зоне резко континентального климата с недостаточным увлажнением, жарким сухим летом и сравнительно продолжительной холодной зимой.

Почвы опытного участка – светло-каштановые среднегнилистые с содержанием гумуса в верхнем горизонте 1,26 %, наименьшая влагоёмкость – 23,8 % массы абсолютно сухой почвы, плотность – 1,51 т/м3. По классификации С.И. Долгова, они отличаются хорошей водопроницательностью с коэффициентом фильтрации 0,16 м/сут. Почвы опытного участка не засолены, рН=7,2. Следовательно, сложение почвенного профиля изменяется от средне уплотненного, что вполне приемлемо для выращивания плодовых деревьев.

Общая порозность в гумусовом слое этих почв колеблется от 44,6 до 58.8 % от общего объема почвы; с глубиной она уменьшается и в почвообразующей породе составляет 34,7-55,0 %. Это свидетельствует о нормальном газообмене в почве, что благоприятно для садоводства.

Изучение динамики влажности в полевых условиях проводилось на специальных водно-балансовых площадках, расположенных по диагонали делянки на расстоянии 20 м от головы, в середине и 20 м от конца участка. Контуры увлажнения почвы при капельном поливе при подаче различных поливных норм устанавливались бурением шурфов и отбором пробы почвы из них на влажность через каждые 0,2 м до глубины 1,6 м в 3-х кратной повторности перед поливом и после полива.

В ходе проведенных исследований установлено, что распределение влаги в почву и её контур зависит от объема водоподачи, т.е. от подаваемой поливной нормы (рис. 1, табл. 1).


Из таблицы видно, что некоторое увеличение (от 11,1 до 29,2) процентного соотношения увлажняемого объема почвогрунта при подаче 80, 100 и 120 л/дерево связано с увеличением глубины увлажнения от 1,03 до 1,50 м, что приводит к значительной потере воды.

Следует отметить, что при капельном орошении с установкой одной капельницы около дерева необходимо подавать растениям за один полив не более 50-70 л воды. При увеличении объема водоподачи, возрастают лишь потери воды на глубинный сброс. При таком объеме водоподачи глубина распространения основной массы корневой системы растений, в основном, увлажняется. Полученные данные показывают, что увеличение глубины увлажнения до 0,7-0,75 м, на урожайность яблони никакого влияния не оказывает. На основе изучения характера иссушения почвы корневой системой установлено, что независимо от режима орошения больше расходуется влага из верхнего (0-0,5 м) слоя почвы, поскольку, именно здесь у яблони сосредоточено около 80-85 % корней по длине и массе.

Зная результаты исследования распространения влаги в почву при поливе одной капельницей, начали исследования второго варианта, т.е. распределение влаги при поливе двумя капельницами. При этом ставилась такая задача, чтобы контуры увлажнения почвы капельницами сомкнулись именно в зоне максимального распространения корневой системы при подаче не более 50-70 л /дерево. Исходя из этого капельницы устанавливались одна от дерева вверх на расстоянии 0,5 м, а другая – на таком же расстоянии внизу от него. Таким образом, длину зоны увлажнения на глубине 0,5-0,9 м от поверхности увеличили до 1,6 м, а ширина зоны увлажнения осталось прежней – равной максимальному диаметру – 0,8 м, что считается недостаточным при ширине междурядья 4 м.

Далее для увеличения контура увлажнения при капельном орошении исследования проводили по третьему варианту. При этом по две капельницы устанавливались вверх и вниз от дерева. Расстояния между верхними и нижними (от дерева точками подачи воды капельницами равнялись также 0,5 м. Исследования такого варианта показали значительное увеличение увлажняемого объёма почвогрунта.

При этом отношение ширины (длины) увлажнения (более 2,0 м) к его глубине (0,75-0,9 м) составит более 2,6, а процентное соотношения увлажняемого объема, по отношению к отведенному, равняется 38 % и более, и весь этот объем расположен в зоне максимального развития корневой системы растений.

Результаты исследования показывают, что объем увлажняемого почвогрунта в зоне распространения корневой системы растений можно увеличить, устанавливая четыре капельных водовыпусков возле ствола растений. Но, следует отметить, что при этом, на единицу орошаемой площади увеличивается количество наименее надежного элемента системы капельного орошения – капельниц, что может отрицательно влиять на работоспособность систем капельного орошения.

Для расчёта элементов техники капельного орошения рекомендуется использовать разработанный и апробированный в проведённых исследованиях метод определения поливных норм, основанный на расчёте объема водоподачи в промачиваемый под одну капельницу контур, заданной глубины и ширины полосы увлажнения с дальнейшим перерасчётом на 1 га при принятом расстоянии между капельницами и увлажнителями. Своевременная подача поливных норм, рассчитанных этим способом, позволяет эффективно выполнять технологию капельного орошения, заключающуюся в поддержании водного режима почв в любом диапазоне от заданного нижнего до установленного верхнего порога влажности.

На основе обобщения опытно-экспериментальных исследований:

- установлены закономерности формирования контура увлажнения почвы при капельном орошении с разными объёмами водоподачи. Доказано, что увлажняемая зона корнеобитаемого слоя почвы, при поливе яблони с помощью одного микроводовыпуска при подаче 50 л, составляет всего 4,8 % объёма почвогрунта, отведённому растению, а при увеличении подачи воды на дерево до 120 л, обеспечивающей увлажнение 29,2 % отведённого объемов почвогрунта, приводит к возрастанию потери воды на глубинный сброс.

В целом, несмотря на наметившуюся интенсификацию научных исследований, на успешно реализованные проекты мелиоративных систем с капельным орошением, имеется ещё целый ряд нерешённых вопросов, затрудняющих дальнейшее увеличение площадей с этими, несомненно, прогрессивным и экологическим безопасными способами полива.

Библиографический список

1. Ахмедов, А.Д. Надёжность систем капельного орошения [Текст] / А.Д. Ахмедов, А.А. Темерев, Е.Ю. Галиуллина // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. – 2010. – №3 (19). – С. 83-88.

2. Ахмедов, А.Д. Расчёт распространение влаги в почве при внутрипочвенном орошении [Текст] / А.Д. Ахмедов // Основы достижения устойчивого развития сельского хозяйства:  материалы Междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 60-летию образования Волгоград. гос. с.-х. акад. – Волгоград,  2004. – С. 137-138.

3. Современные перспективные водосберегающие способы полива в Нижнем Поволжье [Текст]: монография / М.С. Григоров, А.С. Овчинников, Е.П. Боровой, А.Д. Ахмедов. – Волгоград: Волгоградская ГСХА, 2010. – 244 с.

4. Овчинников, А.С. Конструктивные особенности систем капельного и внутрипочвенного орошения [Текст] / А.С. Овчинников, М.П. Мещеряков, В.С. Бочарников // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. – 2007. – №1 (5). – С. 54-56.

Категория: Техника. Технические науки | Добавил: x5443 (27.02.2016)
Просмотров: 287 | Теги: капельный полив | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
...




Copyright MyCorp © 2016