Особенности капельного орошения садов и виноградников на склоновых землях

А.М. Зербалиев, Ш.Р.Рамазанов

ОСОБЕННОСТИ КАПЕЛЬНОГО ОРОШЕНИЯ СДДОВ И ВИНОГРАДНИКОВ НА СКЛОНОВЫХ ЗЕМЛЯХ

Приведены некоторые результаты элементов техники капельного орошения садов и виноградников, при котором обеспечиваются экономия поливной воды, необходимую глубину увлажнения, предотвращения ирригационной эрозии почвы склоновых земель, повышения урожаев многолетних насаждений.

В условиях предгорной зоны орошаемого земледелия широкое распространение имеет поверхностные способы полива и свыше 1/3 орошаемых площадей имеют уклоны 0,01...0,05 и более. Однако на этих площадях при проведении поливов заметно снижаются плодородный слой почвы, причиной которого является водная эрозия почвы. Объясняется это большими уклонами и сложностью рельефа местности, несоблюдением противоэрозионных мелиоративных мероприятий, применением завышенных параметров техники полива, отсутствием механизации и автоматизации технологии проведения поверхностных поливов.

Во избежание этих недостатков необходимо изучить возможность применения более прогрессивных способов и технологий орошения склоновых земель таких, как капельное орошение. Одновременно, являясь способом борьбы с водной эрозией почвы для условий склоновых земель, капельное орошение обеспечивает устойчивые урожаи многолетних насаждений. В нашей работе приведены некоторые предварительные результаты исследований параметров техники полива капельного орошения для условий предгорной зоны республики.

Капельное орошение применяется практически во всех климатических зонах, но наиболее эффективно в районах с засушливым климатом, дефицитом пресной воды, в условиях сложного рельефа, холмистой и горной местности со значительными уклонами, где затруднено применение других способов. Все эти условия присуще для участков орошения садов и виноградников на склоновых землях.

Локальность капельного орошения обуславливает особенности техники полива.

К элементам техники полива относятся: параметры очага увлажнения, элементарная поливная норма, продолжительность её выдачи, расход и количество капельниц в очаге и на единице длины полосы увлажнения. Очаг увлажнения с соответствующими параметрами формируются за счёт применения тех или иных параметров техники капельного орошения. Эти параметры зависят от биологических особенностей культур, водно-физических свойств почв, конструкций и расходных характеристик капельниц.

Капельницы являются основным конструктивным элементом систем капельного орошения. Монтируются они вертикально под трубопроводом в отверстие. В эксперименте применены капельницы «Триклон» из пластмассовых микротрубок с внутренним диаметром 0,5-2мм. Расход воды регулируется изменением потерь напора на трение, изменив длину трубок.

Учитывая водные и физические свойства почв, главным образом их водопроницаемость, подача воды применяемых капельниц находится в диапозоне 1,0-16,0 л/ч.

Подача воды капельницей с расходом 1-12 л/ч при отсутствии водоупорного грунта создаёт контур увлажнения горизонтальной площади, изменяющийся в пределах от 0,8 до 1,2м2. Глубина контура увлажнения по мере увеличения поливной нормы возрастает

благодаря образованию гравитационного тока воды, при одновременном снижении скорости бокового оттока. При работе единичной капельницы образуется контур увлажнения, форма и размеры которого зависит от водно-физических свойств почв, интенсивности и времени водоподачи.

Характерный контур увлажнения, при соблюдении выше приведенных элементов техники полива в зависимости от принятого количества капельниц на одно дерево, показан на рисунке 1.

"3

Jn =370м/га Dir =46л/дер QK =5,1л/час

Jn =1130л/дер П=24 полива Ьн =85%НВ

Рис.1-Характерный контур увлажнения почвы

Параметры очага увлажнения капельного орошения приведены в таблице 1.

Таблица! - Основные параметры очага увлажнения

Наименование сада Глубина располож корневой системы, м. Параметры очага увлажнения

Площадь питания, 2 м. Глубина увлажнен. м. Площадь контура увлажнен. 2 м. Ширина увлажняемой поло сы, м. Увлажняю щая часть площади питания

Сады Виноградники 0,6-1,0 0,6-1,0 6-48 3-6 1.0-1,2 0,8-1,0 1,5-5,0 0,5-1,4 1,0-1,5 0,6-1,3 0,08-0,4 0,2-0,5

Расчёт поливного режима при капельном орошении начинаем с определения величины оросительной нормы. Рассчитывают её на год 95 или 75% обеспеченности осадками периода оптимального увлажнения культуры.

Величину оросительной нормы с учётом локальности увлажнения определяем по формуле С.М.Алпатьева с поправкой О.Ясониди:

Jп =

где Jп- оросительная норма нетто, мм или м3/га;

K- биоклиматический коэффициент (0,4-0,5);

d- сумма среднесуточных дефицитов влажности воздуха за период оптимального увлажнения (1795мб.);

Р- осадки за период оптимального увлажнения, мм (75,2мм); KK- увлажняющейся участок, выраженный в долях от площади питания растений (0,25),

J=(0,4-1795-75,2)-0,25/(2.0-2.0-0,25+0.25)°'5 =106,7мм или 1067м3/га Величина поливной нормы при очаговом капельном орошении определяется по формуле:

Dir=100-H-a-

где Dir- поливная норма ,м3/га;

H- расчётная глубина увлажнения, м; a - объёмная масса слоя почвы, т/м3; Ьв - верхний предел влажности в контуре увлажнения почвы, % от массы почвы (25%); Ьн - нижний предел влажности почвы, % от массы почвы ( 22,7%),

Д = 100-1,0-1,20-0,25(25-22,7)/(2,0-2,0-0,25+0,25 )0,5 =53,78 м3/га

Количество вегетационных поливов помесячно и за весь вегетационный период определяется по формуле:

N^/0^=1067/53,78=20

Учитывая продолжительность вегетационного периода (от 15.04 по 20.08) среднее помесячное число поливов принимаем, равным 4 с межполивным периодом 4-5 дней, т.е. в неделю один полив со средней поливной нормой 13,5 м /га.

При очаговом увлажнении время выдачи поливной нормы рассчитываем по формуле:

1 =Б1Г- 100%П1-П2 , ч

где д- расход воды капельницы, л/ч (5);

п1- число капельниц на одно растение (2); п2- число деревьев на 1 га, шт.(1250),

t = 53,78- 1000/5,0 -2,0 -1250= 4,5ч. По минимальному межполивному периоду определяем число тактов водоподачи:

^ Тмт^Ксут /1 ,

где Тмщ - минимальный межполивной период (4сут.);

Ксут -суточный коэффициент использования рабочего времени (0,95); 1- время подачи поливной нормы, час.

№ 4-24-0,95/4,5 = 20

Расчётный расход воды для полива опытного участка площадью 6,26га капельным способом равен:

О = АпгДг/^б = 6,26-13,5/4,5-3,6 = 5,2 л/с (6) В отличие от вегетационных норм влагозарядковую норму необходимо рассчитывать на глубину промачивания до двух метров, при интервале влажности, равном 20% НВ.

Имеющийся опыт применения капельного орошения в различных природно-климатических зонах страны и рекомендаций научных учреждений для конкретных почвенных условий, видов растений нами были использованы известные формулы при расчёте основных параметров техники полива с некоторыми уточнениями для предгорных условий.

Расчётные параметры техники полива капельного орошения приведены в таблице 2.

Таблица 2- Основные параметры техники полива капельного орошения.

Наименование Количест. Расстояние Расход капельниц,(л/ч) Влажность в

сада капельниц между ка- уклон уклон объёме контура

на 1 дер. пельниц, м > 0,05 <0,05 увлажнения

Сады 2-5 0,7-1.0 3-6 6-12 85-95

Виноградники 2-4 0,7-1,0 2-4 4-8 80-90

В таблице даны верхний и нижний предел влажности почвы в объёме контура увлажнения, интервал между контурами, используемый при расчёте поливных норм.

Всестороннее изучение и предварительные результаты параметров техники капельного орошения по сравнению с поверхностными способами орошения для условий предгорье показывают значительные преимущества:

1. Параметры элементов техники капельного орошения садов и виноградников, обеспечивают экономию поливной воды (до 70%), необходимую глубину увлажнения для многолетних насаждений (до 1,5м.), предотвращение ирригационной эрозии почвы склоновых земель и повышение урожаев.

2. Экономия поливной воды обусловлено тем, что вода подаётся не на всю площадь питания растений, а лишь непосредственно в зону наибольшего распространения корневой системы. В связи с этим снижаются потери воды на испарение с поверхности почвы, нет глубинной фильтрации и стока. Кроме того, в междурядьях прекращается развитие сорной растительности, не уплотнятся почва, снижается затраты на её послеполивную обработку.

3. Возможность применения капельного орошения практически на всех типах почв со средней, низкой и высокой водопроницаемостью. На лёгких почвах можно рекомендовать капельницы с максимальной водоподачей типа «Диамонд» и «Таврия», а на тяжёлых почвах -с минимальной водоподачей типа «Триклон». Участки с большими уклонами, более 0,05, следует поливать капельницами с расходами не более 8 л/ч, а участки с уклонами менее 0,05 от 6 до 12 л/ч.

4. Капельное орошение обеспечивает более равномерное распределение оросительной воды между растениями, значительно уменьшает опасность вторичного засоления почвы, обеспечивает экономию труда и охрану окружающей среды от загрязнения.

5. К основным преимуществам можно отнести низкие энергозатраты, возможность полной автоматизации полива и внесение вместе с поливной водой растворённых удобрений и микроэлементов, простоту эксплуатации и ремонта, возможность быстрого переустройства всей системы и уменьшения эксплуатационных затрат,

Библиографический список:

1. Ясониди О.Е. Капельное орошение на Северном Кавказе. Издательство Ростовского университета, 1987.-80с.

2. Механизация полива: Справочник/ Штепа Б.Г., Носенко В.Ф., Винникова Н.В. и др.-М.: Агропромиздат,1990.-336 с.

A.M. Zerbaliyev, SH.R. Ramazanov.

THE FEATURES OF DROP IRRIGATION OF GARDENS AND VINEYARDS ON SLOPE LANDS

The article demonstrates the results of the elements of technology of drop irrigation of gardens and vineyards, ensuring watering economy, necessary damping depth, prevention of the irrigation erosion of a slope land, increase of the slops of perennial plantations.

Зербалиев Алихан Мамалиевич (р. 1948) Доцент кафедры мелиорации Дагестанского государственного технического университета. Кандидат технических наук (1989). Окончил Новочеркасский инженерный мелиоративный институт (1975).

Основные направления научной деятельности: мелиорация, культивация и охрана земельных ресурсов. Автор 90 научных работ

Рамазанов Шейхшамиль Рамазанович

Область научных интересов: мелиорация, культивация и охрана земельных ресурсов. Автор 2 научных работ