Способ капельного орошения картофеля и устройство для его осуществления
POTATO DRIP IRRIGATION METHOD AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION

Предлагаемое изобретение относится к области сельского хозяйства и найдет применение при капельном орошении картофеля, а также других пропашных культур.
Известен способ капельного орошения картофеля на супесчаных почвах, согласно которому на поле в междурядьях орошаемой культуры формируют водоаккумулирующий слой из влагоемкого материала, на который укладывают трубопровод с капельницами. Этот трубопровод подключают к водоподводящему трубопроводу и подают воду из капельниц на водоаккумулирующий слой. Этот способ капельного орошения обеспечивает распределение влаги на поверхности в радиусе,0,25 м и возможность увлажнения почвы до глубины более 0,5 м без стока воды за приделы корнеобитаемого слоя почвы. (А.В. Шуравилин, Т.М. Ахмед, Т.И. Сурикова / Формирование контуров увлажнения при капельном орошении картофеля в супесчаных почвах с водоаккумулирующим слоем и з природных материалов // журнал «Природообустройство» ФГБНУ ВО РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева, №2, 2013 г С. -24).
Недостатками этого способа являются повышение испарения воды с поверхности водоаккумулирующего слоя в связи с увеличением площади влажного пятна, потери удобрений, вносимых с оросительной водой на поверхность водоаккумулирующего слоя и значительные затраты на создание этого слоя из привозного материала.
Известен способ капельного орошения раннего картофеля, согласно которому в междурядья укладывают трубопроводы с капельницами и накрывают мульчирующим экраном в виде ленты из мембранной пленки. Этот экран позволяет значительно снизить испарение с поверхности поля. (Пат. РФ №2685146, МПК Е02В 11/00 // Способ капельного орошения ранних сортов картофеля// бюлл. №11, опубл. 2019, Бюл. №11.
Недостатками этого способа являются значительные затраты на экран, его укладку и последующую утилизацию, а также отсутствие возможности контроля работы капельных водовыпусков и их своевременной очистки и, как следствие, опасность неравномерного увлажнения по длине трубопровода с капельницами.
Устранить указанные недостатки позволяет предлагаемый способ капельного орошения картофеля, включающий укладку в междурядье вдоль рядов орошаемой культуры трубопроводов с капельницами, присоединение их к водоподводящему трубопроводу и подачу на орошаемое поле воды из капельных водовыпусков, в котором согласно предлагаемому изобретению, перед укладкой трубопровода с капельницами в середине междурядья путем уплотнения почвы формируют конусообразные лунки глубиной 5-10 см и диаметром 10-15 см, при укладке трубопровода капельницы располагают над этими лунками, а при проведении полива в них производят подачу воды.
Устройство для осуществления предложенного способа включает пропашной трактор, к передней части рамы которого присоединены концы двух балок, соединенных между собой поперечной перекладиной, сопряженной с гидроцилиндром гидравлической системы трактора, на противоположных концах этих балок закреплена ось, на которой через расстояние, соответствующее заданной схеме укладки трубопроводов с капельницами, установлено несколько втулок, снабженных телескопическими радиальными спицами, состоящими из патрубка с выдвижным стержнем и фиксатором его положения, при этом на конце стержня закреплен штамп конической формы диаметром 10-15 см и высотой 5-10 см, а в его корпусе на расстоянии 2-3 см от верха выполнена кольцевая выемка глубиной 0,5-1,0 см и шириной 1,0-1,5 см.
Новый технический результат от применения предложенного способа состоит в том, что применение предложенного способа капельного орошения картофеля с помощью предложенного устройства для его осуществления позволяет уменьшить испарение с поверхности поля и потери удобрений благодаря впитыванию воды через стенки лунок без образования на поверхности поля смоченного пятна. При этом размещение капельниц над лункой упрощает контроль за их работой и обеспечивает своевременную их прочистку.
Сущность предложения поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлен общий вид участка капельного орошения картофеля с лунками в плане; на фиг. 2 - пропашной трактор с устройством для формирования лунок, вид сбоку; на фиг. 3 - трактор с устройством для формирования лунок, вид сверху; на фиг. 4 - устройство для формирования лунок, общий вид; на фиг. 5 - штамп в разрезе по вертикали; на фиг. 6 представлен поперечный разрез лунки;
Осуществление предложенного способа производят на участке 1, где высажены ряды картофеля 2, которые разделены увлажняемыми междурядьями 3 и сухими междурядьями 4. В средней части междурядий 3 выполняют лунки 5 конической формы. Одновременно вдоль ряда этих лунок укладывают трубопровод 6 с капельными водовыпусками 7, которые размещают над лунками 5. Трубопроводы 6 подключают к распределительному трубопроводу 8, сопряженному с водоподводящим трубопроводом 9.
Для выполнения лунок 5 используют устройство 10, выполненное в виде двух балок 11, которые соединены между собой поперечной перекладиной 12 и присоединены к раме трактора 13 с возможностью перемещения в вертикальной плоскости. Перекладина 12 сопряжена с гидроцилиндром 14 гидравлической системы трактора, а на концах балок 11 закреплена ось 15, на которой через расстояние, соответствующее заданной схеме укладки трубопроводов с капельницами, установлено несколько втулок 16, на которых смонтированы патрубки 17 с выдвижными стержнями 18. На концах стержней 18 закреплены штампы 19 конической формы диаметром 10-15 см и высотой 5 -10 см. Патрубки 17 снабжены фиксаторами 20 стержней 18. В каждом штампе 19 на расстоянии 2-3 см от верха выполнена кольцевая выемка 21 глубиной 0,5-1,0 см и шириной 1,0-1,5 см. В процессе формирования лунок при вдавливании в почву штампа 19 происходит неравномерное уплотнение почвы. Степень уплотнения увеличивается от основания конуса к его вершине с образованием слоя 22 с разной водопроницаемостью. Наибольшую водопроницаемость имеет кольцевая зона 23, образованная кольцевой выемкой 21 штампа 19. На тракторе 13 для совмещения процесса формирования лунок 5 с раскладкой трубопроводов 6 установлены намоточные устройства 24 с трубопроводами 6, снабженными капельницами 7.
Осуществление предложенного способа капельного орошения картофеля производят на участке 1, где высаживают ряды картофеля 2. Затем трактор 13, оборудованный устройством 10 для формирования лунок 5 и намоточным устройством 24 для укладки трубопроводов 6, устанавливают в начале участка. Концы трубопроводов 6 размещают у трубопроводов 8. Перемещая стержни 18, устанавливают расстояние между концами штампов 19, соответствующим расстоянию между капельницами 7 на трубопроводах 6 и закрепляют их в этом положении с помощью фиксаторов 20. С помощью гидравлического цилиндра 14 устройство 10 переводят в рабочее положение. Трактор 13 начинает движение по участку 1. Его колеса проходят по междурядьям 4. При этом в средней части междурядья 3 штампы 19 формируют конические лунки 5. Одновременно по линии этих лунок с помощью намоточного устройства 24 раскладывают трубопровод 6 с капельницами 7. После завершения процесса формирования лунок 5 и укладки трубопровода 6 трактор уезжает с участка 1. Оператор перемещает трубопровод 6 над линией лунок 5, совмещая капельницы 7 с их центром. После этого он подключает трубопроводы 6 к распределительному трубопроводу 8, сопряженному с подводящим трубопроводом 9. При снижении влажности почвы до нижнего допустимого уровня производят полив. Для этого открывают вентиль на трубопроводе 8. Вода из трубопровода 9 поступает в трубопровод 8, заполняет его и распределяется между трубопроводами 6, из которых через капельницы 7 вытекает в лунки 19. Начинается процесс заполнения лунок. Благодаря формированию лунок вдавливанием почвы и их конической форме нижняя часть лунок уплотнена более значительно и имеет меньшую водопроницаемость, поэтому происходит накопление воды в лунке 19 до уровня неуплотненной кольцевой зоны 23, где происходит ее впитывание почвой и перемещение по почвенным капиллярам к рядку клубней картофеля 2.
Осуществление предложенного способа капельного орошения картофеля с использованием описанного устройства рассмотрим на примере его возделывания на участке 1, где картофель высажен по схеме сдвоенных рядков, согласно которой один трубопровод с капельницами орошает два рядка. При этом ширина увлажняемого междурядья 3, где размещают трубопровод 6 с капельницами 7, составляет 30 см, а сухого - 70 см. Расстояние между трубопроводами 6 составляет 1,0 м. Почва на участке 1 среднесуглинистая, грунтовые воды находятся глубже 3 м и не влияют на водопотребление растений. Перед проведением полива производят монтаж оросительной сети. Водоподводящий трубопровод 9 стационарный и уложен на глубине 1,0 м. Распределительный трубопровод 8 укладывают на оросительный период по краю участка 1 на поверхности поля. Он снабжен устройствами для подключения поливных трубопроводов 6, через 1 метр. После завершения укладки трубопровода 8 на участок 1 выезжает трактор 13. На передней части его рамы смонтировано устройство 10 для формирования лунок, а на задней - намоточное устройство 24 для укладки трубопроводов 6, на которых через расстояние 0,5 м установлены капельницы 7. Такое расстояние между капельницами на среднесуглинистых почвах позволяет обеспечить смыкание зон увлажнения соседних капельниц с формированием увлажнения всего междурядья 3. На среднесуглинистых почвах лунки 5 выполняют диметром 10 см при глубине 10 см. Такие параметры лунок обеспечивают надежную капиллярную подачу воды из них на расстоянии 10 см к рядку 2 и увлажнение корней картофеля, при достаточной аэрации почвы. Принятое соотношение диаметра и глубины лунки на среднесуглинистых почвах обеспечивает устойчивость стенок лунок 7 к оплыванию в процессе полива. Предварительно производят настройку устройства 10 на выполнение лунок 5 через расстояние, соответствующее расстоянию между капельницами 7. При выполнении настройки устройства 10 стержни 18 устанавливают расстояние между концами штампов 19, равном расстоянию между капельницами 7 на трубопроводах 6-0,5 м, и закрепляют их в этом положении с помощью фиксаторов 20. После завершения настройки трактор устанавливают в начале участка. Концы трубопроводов 6 располагают у трубопровода 8. Устройство 10 с помощью гидравлического цилиндра 14 переводят в рабочее положение. Трактор 13 начинает движение по участку 1. Его колеса проходят по междурядьям 4, при этом в средней части междурядья 3 штампы 19 выдавливают конические лунки 5. Одновременно по линии этих лунок с помощью намоточного устройства 24 раскладывают трубопровод 6 с капельницами 7. После завершения процесса формирования лунок 5 и укладки трубопровода 6 переводят устройство 10 в транспортное положение, и трактор уезжает с участка 1. Оператор перемещает трубопровод 6 над линией лунок 5, совмещая капельницы 7 с центром этих лунок. После этого он подключает трубопроводы 6 к распределительному трубопроводу 8, сопряженному с подводящим трубопроводом 9, и открывает вентиль на трубопроводе 8. Вода из трубопровод 9 поступает в трубопровод 8, заполняет его и распределяется между трубопроводами 6, из которых через капельницы 7 вытекает в лунки 19. Начинается процесс заполнения лунок. Благодаря формированию лунок выдавливанием и их конической форме нижняя часть лунок уплотнена более значительно и имеет меньшую водопроницаемость, поэтому происходит накопление воды в лунке 19 до уровня неуплотненной кольцевой зоны 23. Здесь происходит ее впитывание почвой и перемещение по почвенным капиллярам к рядку клубней картофеля 2. Во время полива оператор периодически проходит по сухим междурядьям 4 и контролирует работу капельниц по наличию вводы в лунках 5. Ее отсутствие или небольшое количество указывает на необходимость прочистки капельницы. До появления всходов, в связи с проведением предпосевной обработки, верхний слой почвы находится в разрыхленном состоянии. При проведении первых поливов здесь преобладают некапиллярные поры, поэтому при поступлении влаги в почву на глубине 2-3 см полив происходит без образования влажного пятна на поверхности поля и соответственно меньшего испарения воды с нее. В период от появления всходов до цветения производят окучивание картофеля по сухим междурядьям, перемещая почву на рядки картофеля и создавая дополнительный разрыхленный слой, в котором преобладают некапиллярные поры, препятствующие образованию влажного пятна и испарению влаги с поверхности поля. При возделывании картофеля на почвах легкого механического состава (песчаных или супесчаных) диаметр лунки увеличивают до 15 см, а глубину уменьшают до 5 см. В этом случае образуется лунка с более устойчивыми откосами и меньшим слоем воды над дном лунки, что уменьшает глубину промачивания. Расстояние от лунки до рядка картофеля также уменьшается до 7 см, что позволяет компенсировать уменьшение расстояния капиллярного переноса влаги, свойственного почвам легкого механического состава.
Таким образом, использование предложенного способа капельного орошения картофеля и устройства для его осуществления позволяет уменьшить испарение с поверхности поля и потери удобрений благодаря впитыванию воды стенками лунок без образования на поверхности поля смоченного пятна. При этом размещение капельниц над лункой упрощает контроль за их работой и обеспечивает своевременную их прочистку.