Модернизация элементов систем капельного орошения

АГРОПРОМЫШЛЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ

УДК 635.61

МОДЕРНИЗАЦИЯ ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМ КАПЕЛЬНОГО ОРОШЕНИЯ

А.С. Овчинников, член корреспондент РАСХН, доктор сельскохозяйственных наук, профессор В.С. Бочарников,кандидат технических наук М.П. Мещеряков,кандидат технических наук

Волгоградский государственный аграрный университет

В статье приведены результаты исследований новой конструкции капельной системы орошения, обеспечивающей экономию оросительной воды, наибольшую продуктивность сладкого перца при снижении производственных затрат.

Ключевые слова: капельное орошение, система, увлажнитель, технология.

В условиях повсеместного дефицита ресурсов и необходимости достижения определенных целей исходным пунктом в механизме принятия решений является определение приоритетных направлений развития производства и потребления продукции агропромышленного комплекса - проблема, которой долгое время не уделяется нужного внимания.

Эту проблему можно решить за счет совершенствования технических средств водосберегающих систем орошения [1, 4,5,9,10].

В современных условиях дефицита и высокой стоимости водных, энергетических и трудовых ресурсов для достижения наибольшей эффективности работы систем орошения, необходимо внедрение современных ресурсосберегающих технологий полива, в частности, капельного орошения, обоснованное применение которого способно давать устойчивый положительный экономический эффект [2, 3,6,7,8].

С целью повышения эксплуатационной надежности системы капельного орошения нами разработано устройство для системы капельного орошения.

Поливная трубка для капельного орошения содержит канал 1 для подачи воды, основную капельницу 2, вторичную капельницу 3, соединительные элементы 4, впускные каналы 5 и водовыпуски 6.

Канал 1 (рисунок 1) в виде полых овала или круга выполнен из ленты 7 термопласта, например, полиолефина радиационного модифицированного, с последующей контактной сваркой соединяемых кромок. Основная капельница 2 и вторичная капельница 3 выполнены в виде лабиринта зигзагообразной формы. Капельницы 2 и 3 гидравлически связаны посредством соединительных элементов

4. Соединительные элементы 4 установлены к внутренним вершинам 8 и 9 и внешним вершинам 10 и 11 зигзагов (рисунок 2).

Каждый лабиринт зигзагообразной формы (рисунок 3) выполнен в виде водопроводящего канала 12 с переменным живым сечением. Осевая линия 13 канала 12 по длине лабиринта описана простейшей периодической функцией, например синусоидой, вида:

у = Аsin

гдеА - амплитуда; ю - частота; Y - фаза, х и у - абсцисса и ордината в системе Декартовых координат ХОУ.

Период размещения зигзагов по длине основной капельницы 2 и вторичной капельницы 3:

Т=2п/ю,

Количество периодов (число зигзагов) по длине основной капельницы 2 и вторичной капельницы 3 выполнено равным и не кратно целым числам.

Минимальные живые сечения /4) (см. фиг. 3) канала 12 в виде полого

круга диаметром d, выполнены в точках пересечений с осью ОХ на длине I канала 12.

Максимальные живые сечения (Fi=f (т;п)) канала в виде полого эллипса с осями шип размещены от оси ОУ в точках между амплитудами Атах и Атт.

Рисунок 1

Диаметр d круглого отверстия на участке I канала 12 выполнен в 1,5...2,0 раза больше допустимого размера взвешенных твердых частиц в поливной воде, поступившей в канал 1 после тонкой очистки.

Длина I суженной части канала 12 в 4... 8 раз больше диаметра

Поливная трубка для капельного орошения работает следующим образом: оросительная вода в канал 1 поступает под давлением 0,01.0,02 МПа. За счет этого часть воды по впускным каналам 5, размещенным по вершинам 10 и 8 зигзагов канала 12, направляется в основную капельницу 2. Из основной капельницы 2 благодаря соединительным элементам 4 масса воды направляется во вторичную капельницу 3. При полном гашении энергии воды из вторичной капельницы 3 она по водовыпускам 6 в виде капель только за счет гравитационной силы падает (стекает) на поверхность орошаемого участка.

Ламинарный поток оросительной воды из впускных каналов 5 направляется в канал 12, осевая линия каждого имеет форму синусоиды (рисунок 3). На вершинах 8 и 10 зигзагов канал имеет наибольшие площади живых сечений Fi. Затем поток воды направляется в суженную часть канала 12. При прохождении

суженной части канала 12 диаметром ^на длине I поток воды тормозится, происходит гашение скорости.

При выходе из суженной части канала 12 поток воды поступает в его расширенную часть - диффузор. В этом случае движение становится турбулентным. Многократное торможение оросительной воды в суженных и расширяющихся местах канала 13 приводит к полному гашению скорости потока воды.

Таким образом, после прохождения основной капельницы 2 поток воды через соединительные элементы 4 попадает во вторичную капельницу 3.

Благодаря многократному сжатию и расширению воды в каналах 12 с переменными живыми сечениями достигается гашение скорости потока оросительной воды при минимальных длинах капельниц 2 и 3.

Описанная совокупность существенных отличительных признаков в заявленной поливной трубке капельного орошения обеспечивает достижение технического результата и поставленной задачи.

Нами на опытно-производственном участке Среднеахтубинского района Волгоградской области были проведены экспериментальные исследования применения капельного орошения при выращивании сладкого перца.

Учитывая влаголюбивость перца, необходимо создавать оптимальный режим влажности почвы, обеспечивающий получение наиболее высокой урожайности. Качество плодов перца и продуктивность растений в основном зависят от плодородия почвы, метеорологических условий, водного режима почвы и т.д.

Существенное влияние на массу плода оказывает водный режим почвы. При изменении порога влажности от 70 % НВ до 90 % НВ средняя масса одного плода изменяется от 0,132 кг до 0,147 кг при капельном орошении, что, естественно, оказывает влияние на повышение продуктивности растений с единицы площади.

Максимальное количество плодов на одном растении получено на оптимальном режиме орошения 80 % НВ.

Таблица - Основные показатели продуктивности перца по вариантам опыта _______________________(среднее за 2009.2011 гг.)_______________________

Уровень предполивной влажности почвы, % НВ Количество плодов на одном растении, шт. Масса плодов на одном растении, кг Масса одного плода, кг

70 6,5 0,81 0,132

80 6,9 0,98 0,147

90 6,6 0,87 0,138

Для повышения урожайности и получения наиболее качественной продукции на всех вариантах опыта при поддержании предполивного порога влажности на уровне 70 %, 80% и 90% НВ, вносились минеральные удобрения нормой ^заР150К2з0 для получения урожая 65 т/га перца сладкого, вносились дробно с поливной водой: в фазе третьего - четвертого настоящего листа вносят 16-22 % N 12-16 % Р, 16-18 % К, в фазу бутонизации - 32-38 % N 26-36 % Р, 28-32 % К, в фазу цветения - 12-18 % N 17-24 % Р, 38-46 % К, в фазу плодоношения -22-40 % N 24-45 % Р, 4-18 % К.

Анализ полученных результатов дает возможность сделать вывод, что метеорологические условия, водный и пищевой режимы почвы, а также

совершенствования систем орошения являются основными факторами, определяющие рост и развитие растения.

Библиографический список

1. Бочарников, В.С. Технологические аспекты применения внутрипочвенного и капельного орошения при возделывании овощных культур [Текст]/ В.С. Бочарников, М.П. Мещеряков// Научная жизнь. - 2012. - №1. - С. 148-154.

2. Инновационные технологии орошения овощных культур [Текст]/ А.С. Овчинников, М.П. Мещеряков, В.С. Бочарников, О.В. Бочарникова // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. - 2011. -№ 4 (24). - С. 13-17.

3. Овчинников, А.С. Обоснование применения внутрипочвенного орошения при возделывании томатов в условиях закрытого грунтах [Текст]/ А.С. Овчинников, В.С. Бочарников // Вестник Московского государственного областного университета. Серия «Естественные науки». -2006. - №3. - С. 7-9.

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.

5. Овчинников, А.С. Эффективность применения и конструкции систем внутрипочвенного и капельного орошения при возделывании сладкого перца[Текст]/ А.С. Овчинников, М.П. Мещеряков // Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н.И. Вавилова. -2007. -№ 5. - С. 74-78.

6. Овчинников, А.С. Изучение формирования контуров увлажнения при внутрипочвенном орошении в пленочных теплицах в зависимости от конструктивных особенностей трубчатых увлажнителей и величины пьезометрического напора[Текст]/ А.С. Овчинников, В.С. Бочарников // Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н.И. Вавилова. -2008. -№ 1. - С. 43-44.

7. Овчинников, А.С. Управление поливом на участках капельного и внутрипочвенного орошения [Текст]/ А.С. Овчинников, М.П. Мещеряков, В.С. Бочарников. - ВНИИ «Радуга» - Коломна: Инлайт, 2012. - С.91-93.

8. Овчинников, А.С. Исследование природных сорбирующих мелиорантов при

водосберегающем орошении[Текст] / А.С. Овчинников, Е.П. Боровой, М.П. Мещеряков // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее

профессиональное образование. - 2012. - № 1 (25). - С.3-7.

9. Овчинников, А.С. Новые технические решения повышения эффективности

ресурсосберегающих способов полива [Текст]/ А.С. Овчинников, В.С. Бочарников // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее

профессиональное образование. - 2012. - № 1 (25). - С. 119-124.

10. Овчинников, А.С. Совершенствование технических средств капельного и

внутрипочвенного орошения [Текст]/ А.С. Овчинников, В.С. Бочарников, М.П. Мещеряков // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее

профессиональное образование. - 2012. - № 2 (26). - С. 146-150.

E-mail: volgau@volgau. com