Способ лиманного орошения и система для его осуществления
METHOD OF LIMAN IRRIGATION AND SYSTEM FOR IMPLEMENTATION THEREOF

Предлагаемое изобретение относится к области сельского хозяйства и найдет применение при орошении по лиманам с использованием стока паводковых вод или водозабора из открытых водоисточников.
Известен способ возделывания многолетних мятликовых трав, преимущественно пырея ползучего, на лиманах прикаспийской низменности, включающий обработку почвы, высев трав, осеннюю подкормку минеральными удобрениями, весеннее внесение по мерзлоталой почве азотных удобрений и последующее затопление лимана паводковыми водами. (Патент РФ №2374808, МПК А01В 79/02, опубл. 10.12.2009 г., Бюл. №34).
Недостатком этого способа являются потери азотных удобрений, вносимых по мерзлоталой почве весной, из-за разложения их в предполивной период, а также неравномерность распределения оставшихся азотных удобрений в связи со смывом их первым потоком воды, поступающей в чек по оттаявшей почве.
Известна система лиманного орошения, включающая земляные водоудерживающие и разделительные дамбы с водопропускными регулирующими сооружениями и устройствами для растворения и внесения в поливную воду химмелиорантов. (Патент РФ №2588642, МПК A01G 25/00, опубл. 10.07.2016 г., Бюл. №19).
Недостатком известной системы является невозможность обеспечить равномерное распределение удобрений и химмелиорантов по площади лимана, а также регулирование глубины их внесения.
Устранить эти недостатки позволяет способ лиманного орошения, включающий устройство системы ограждающих и разделяющих земляных валов, выравнивание поверхности обвалованного участка, обработку почвы, посев трав, весеннее внесение минеральных удобрений и подачу воды, в котором подачу воды осуществляют этапами, при этом на первом этапе подают воду без удобрений после оттаивания почвенного слоя в лимане на глубину не менее 15-20 см, на втором этапе производят подачу воды с добавлением раствора удобрений при оттаивании почвы до глубины 40 см, а норму подачи воды с удобрениями определяют из расчета промачивания оттаявшего слоя, и на третьем этапе проводят подачу воды без удобрений при оттаивании почвы до глубины 60 см., при этом поливную норму определяют из расчета увлажнения верхнего 15-20 см. слоя до 95-100%. наибольшей влагоемкости.
Реализовать способ позволяет система лиманного орошения, включающая земляные валы, ограждающие лиман и делящие его на отсеки, снабженные водопропускным сооружением с регулирующим подачу воды устройством и гидроподкормщиком, в которой водопропускные сооружения снабжены измерителем подаваемого расхода, сопряженным с компьютером пульта управления подачей воды и удобрений, при этом по площади каждого отсека лимана на глубину промерзания выполнены контрольные скважины, в которых размещены устройства для измерения температуры почвы, представляющие собой отрезок трубы из изоляционного материала с низкой теплопроводностью, которая снабжена продольной прорезью и кольцами из материала с высокой теплопроводностью диаметром, равным диаметру скважины, установленными на наружной поверхности трубы и сопряженными через прорезь с термодатчиками, размещенными внутри трубы и подключенными системой связи к компьютеру пульта управления.
Новый технический результат от применения предложенного способа лиманного орошения с помощью предлагаемой системы состоит в том, что подача воды этапами по мере оттаивания почвы по командам компьютера на основании показаний датчиков температуры почвы позволяет, благодаря наличию водоупорного слоя в виде промерзшей почвы, обеспечить равномерное распределение удобрений в слое почвы, где находится основная масса поглощающих корней трав, и исключить вынос удобрений за пределы корнеобитаемого слоя.
Сущность предложения поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлен общий вид лимана в плане, на фиг. 2 - разрез скважины с датчиком температуры почвы.
Система 1 лиманного орошения разделена земляными валами 2 на отсеки -участки 3, по верхнему краю участка 1 проложен водоподводящий канал 4, подключенный водозаборным трубопроводом 5 через задвижку 6 к насосу 7, снабженному механизмом дистанционного управления с центрального пульта 8, оснащенного компьютером. К насосу 7 через шланг 9 и задвижку 10 присоединен гидроподкормщик 11.
К напорной линии насоса 7 подключен водораспределительный перфорированный трубопровод 12. По нижнему краю системы проложен водоотводящий канал 13. На каждом участке 3 на глубину зонального промерзания почв просверлено несколько стационарных скважин 14 диаметром, соответствующим диаметру устройства 15 для измерения температуры почвы. Каждое устройство 15 выполнено в виде отрезка трубы 16 из теплоизоляционного материала с продольной прорезью 17. На наружной поверхности трубы установлены кольца 18 из теплопроводящего материала, сопряженные через прорезь 17 с термодатчиками 19, установленными внутри трубы 16. Термодатчики 19 соединены проводами 20 с передатчиком 21 сигналов о состоянии температуры почвы по глубине размещения того или иного датчика на пульт управления подачей воды и удобрений 8. Труба 16 устройства крепится в верхней части скважины 14 заглушкой 22.
Пример конкретного осуществления предлагаемого способа с помощью предлагаемой системы:
Система 1 лиманного орошения обвалована и разделена земляными валами на отсеки - участки 3. На каждом участке 3 с осени пробуривают скважины 14, в которых размещают предварительно смонтированные устройства 15 для измерения температуры почвы. В процессе их монтажа через прорезь 17 в трубе 16 к кольцам 18 подключают датчики температуры 19, провода от которых выводят на поверхность и соединяют с передатчиком сигналов 21. Кольца 18 фиксируют на заданной глубине измерения температуры. Высокая теплопроводность колец в сочетании с низкой теплопроводностью материала трубы обеспечивает возможность измерения температуры почвы именно в зоне контакта кольца 19 с почвой.
Датчики 18 установлены на разных глубинах в зависимости от водно-физических свойств почвы. Так глубина 15-20 см соответствует мощности пахотного слоя почвы, где формируются наиболее благоприятные условия для развития корневой системы трав и где располагается большая часть поглощающих корней трав, поэтому данный слой нуждается в первоочередном увлажнении. Слой 0-40 см - глубина проникновения основной массы корней трав. Глубина 60 см соответствует глубине слоя почвы, из которого происходит эффективное использование оросительной воды после окончания полива за счет ее капиллярного подъема.
Весной при оттаивании почвы от датчиков 18, установленных в скважинах 14 на глубине 20 см, по проводам 20 на передатчики 21 поступают сигналы о температуре почвы на заданной глубине. С передатчиков эти сигналы поступают на компьютер пульта управления. Систематический контроль показаний датчиков позволяет установить момент повышения температуры почвы на глубине 20 см до +1-2°С. Это свидетельствует об оттаивании почвы на эту глубину. Компьютер, анализируя сведения, полученные от нескольких устройств, размещенных на участке 3, формирует команду на включение подачи воды через задвижку 6 к насосу 7. Насос 7 подает воду в поливной трубопровод 12, перфорация которого обеспечивает равномерное распределение ее по поверхности участка 3. Поливную норму, подаваемую на участок 3 при первом этапе, определяют как разницу между НВ (наивысшей влагоемкостью) почвы и содержанием влаги в слое 0-20 см с добавлением величины суточного испарения с открытой водной поверхности. Вода распределяется в пределах площади, ограниченной валами 2 по участку 3. Избыток воды стекает в канал 13 и отводится на соседний участок. После подачи расчетной нормы по команде с пульта 8 задвижку 6 закрывают. На участке 3 происходит постепенное впитывание поданной воды. Вода проникает до глубины мерзлого грунта, который служит водоупорным слоем и обеспечивает равномерное увлажнение пахотного слоя почвы. Перерыв в подаче воды продолжается до получения сигнала датчиков 19, установленных на глубине 40 см, о превышении температуры почвы величины +1-3°С, это позволяет осуществлять второй этап подачи воды уже с удобрениями. По команде с пульта при включенном насосе 7 открывают задвижку 10 на шланге 9, и раствор удобрений поступает в поток воды, подаваемый через трубопровод 12 на участок 3. После подачи расчетной нормы воды с удобрениями, обеспечивающей промачивание слоя 0-40 см, задвижку 10 перекрывают, а насос 7 отключают. Третий этап подачи воды производят после впитывания поданной воды с удобрениями и получения сигнала об оттаивании почвы на глубине 60 см. По команде с пульта 8 включают насос 7 и производят подачу чистой воды. Норму подачи рассчитывают, исходя из влажности почвы в слое 0-20 см. с доведением ее до 100% НВ. Благодаря этому происходит промывание пахотного слоя с перемещением подвижных форм удобрений на глубину 15-20 см - в зону доступности для основной массы поглощающих корней трав. После прекращения полива подвижная часть этих удобрений с восходящим капиллярным током переместится в верхний пахотный слой почвы.
Таким образом, реализация предложенного способа полива с использованием предложенной системы лиманного орошения позволяет обеспечить одинаковую глубину промачивания почвы в лимане, назначать глубину внесения удобрения и исключить потери удобрений за счет их выноса за пределы корнеобитаемого слоя почвы.