Технологические схемы обеспечения эффективности систем капельного и внутрипочвенного орошения

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

УДК 631.67

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМ КАПЕЛЬНОГО И ВНУТРИПОЧВЕННОГО ОРОШЕНИЯ

TECHNOLOGICAL SCHEMES OF ENSURING THE EFFICIENCY OF DROPS AND INTRACOROUS IRRIGATION SYSTEMS

А.С. Овчинников, член-корреспондент РАН, доктор сельскохозяйственных наук, профессор В.С. Бочарников, доктор технических наук, доцент М.П. Мещеряков, кандидат технических наук, доцент О.В. Бочарникова, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент В.Ф. Лобойко, доктор технических наук, профессор

А-S. Ovchinnikov, V. S. Bocharnikov, M. P. Meshcheryakov, O.V. Bocharnikova, V.F. Loboyko

Волгоградский государственный аграрный университет

Volgograd State Agricultural University

В статье изложены материалы технологического регламента по созданию участка внут-рипочвенного и капельного орошения и описаны мероприятия повышения урожайности и качества получаемой продукции за счет непрерывного поддержания заданного уровня влажности почвы в период вегетации. На первом этапе проектирования оросительной системы предполагается выбор местоположения участка внутрипочвенного либо капельного орошения с проведением оценки почвенных, климатических, гидрологических и топографических условий, оценка водоисточника для орошения, разработка схемы оросительной сети, подбор насосного оборудования и поливных трубопроводов, а также расчет распределительной и магистральной сети. На втором этапе производится внедрение системы, в том числе монтаж насосного оборудования, устройств для очистки поливной воды, установка гидроподкормщика, распределительного и магистрального трубопроводов. Монтируется запорная арматура, средства контроля и управления, закладываются внутрипочвенные увлажнители, либо укладываются капельные линии. На третьем эксплуатационном или производственном периоде выполняется отладка и непосредственно работа оросительной системы, то есть, производится полив возделываемых культур и внесение удобрений на основе данных соответствующего анализа почвы и растений. В процессе эксплуатации осуществляются и сервисные работы по очистке фильтрационного материла, удаления кольматажа, диагностике и техническому обслуживанию конструктивных элементов. После окончания поливного периода производится демонтаж и консервация насосного оборудования, узла водоподготовки и элементов автоматики. С участка удаляются капельные линии, в случае, если они рассчитанные на один сезон работы.

The article describes the materials of the technological regulations for the creation of a site for intra-soil and drip irrigation, and describes measures to increase the yield and quality of the products obtained by continuously maintaining a given level of soil moisture during the growing season. At the first stage of irrigation system design, it is planned to select the location of a site for subsoil or drip irrigation with the assessment of soil, climatic, hydrological and topographical conditions, assessment of the water source for irrigation, development of irrigation network design, selection of pumping equipment and irrigational pipelines, and calculation of distribution and backbone networks. At the second stage, the system is being implemented, including the installation of pumping equipment, devices for cleaning irrigation water, installing a hydro-spinisher, distributive and main pipelines. Mounted shut-off valves, controls and controls, internal soil humidifiers are laid, or drip lines are laid. At the third operational or production period, debugging and direct operation of the irrigation system is being carried out, that is, watering the cultivated crops and applying fertilizers on the basis of data from the appropriate analysis of soil and plants. In the process of operation, the cleaning of the filtra-

tion material, the removal of colmatage, the diagnosis and maintenance of structural elements are also carried out. After the end of the irrigation period, dismantling and conservation of pumping equipment, water treatment unit and automation elements is carried out. Drip lines are removed from the site, in case they are designed for one season of work.

Ключевые слова: капельное орошение, внутрипочвенное орошение, урожайность, продукция, технология.

Key words: drip irrigation, intra-soil irrigation, productivity, production, technology.

Введение. На сегодняшний день перед мелиоративной наукой стоит задача не только в получении необходимых объемов сельскохозяйственной продукции, но и в снижении ее себестоимости, повышении производительности труда, обеспечении экологической безопасности производства. В связи с этим, возникает необходимость в разработке технологий, способных обеспечить необходимые требования. Внутрипоч-венное и капельное орошение, безусловно, наиболее соответствующие данным условиям способы полива [6, 3, 8].

Материалы и методы. На рисунке 1 представлена блок-схема технологического регламента реализации проекта по созданию участка внутрипочвенного и капельного орошения. На первом этапе проектирования оросительной системы предполагается выбор местоположения участка внутрипочвенного либо капельного орошения с проведением оценки почвенных, климатических, гидрологических и топографических условий, оценка водоисточника для орошения, разработка схемы оросительной сети, подбор насосного оборудования и поливных трубопроводов, а также расчет распределительной и магистральной сети. На втором этапе производится внедрение системы, в том числе монтаж насосного оборудования, устройств для очистки поливной воды, установка гидроподкормщика, распределительного и магистрального трубопроводов. Монтируется запорная арматура, средства контроля и управления, закладываются внутрипочвенные увлажнители, либо укладываются капельные линии. На третьем эксплуатационном или производственном периоде выполняется отладка и непосредственно работа оросительной системы, то есть производится полив возделываемых культур и внесение удобрений на основе данных соответствующего анализа почвы и растений. В процессе эксплуатации осуществляются и сервисные работы по очистке фильтрационного материала, удаления кольматажа, диагностике и техническому обслуживанию конструктивных элементов. После окончания поливного периода производится демонтаж и консервация насосного оборудования, узла водоподготов-ки и элементов автоматики. С участка удаляются капельные линии, в случае, если они рассчитанные на один сезон работы [1, 5, 9, 10].

Результаты и обсуждение. На рисунке 2 представлена блок-схема технологии возделывания томатов и сладкого перца при внутрипочвенном и капельном орошении в открытом грунте.

И)

Ч! Ч § ^

* * * * *

¡3 со

й т

2 Й о

О О I

й х ;

п ° *

£ ч *

и о

Й *

и о ¡ь.

Рисунок 1 - Блок-схема технологического регламента по созданию участка внутрипочвенного и капельного орошения

Наряду с проведением технологических мероприятий по монтажу и настройке систем орошения, необходимо проведение обязательных агротехнических операций при возделывании томатов и сладкого перца при орошении, которые включают в себя подготовку посадочного материала, обработку почвы и т.д. После проведения обработки почвы и внесения необходимых доз удобрений осуществляется высадка рассады в открытый грунт с проведением посадочных поливов.

В период вегетации томата и сладкого перца, за счет внутрипочвенного либо капельного орошения обеспечивается регулирование влажности почвы в пределах установленного диапазона. При выращивании сладкого перца в условиях легких слоистых супесчаных почв поддержание предполивного порога влажности почвы на заданном уровне 70 % НВ обеспечивается 10 внутрипочвенными или капельными поливами при поливной норме 345-365 м3/га. Поддержание предполивного порога влажности почвы на уровне 80 % НВ обеспечивается 15-16 поливами при поливной норме 255-270 м3/га. Поливной режим 90 % НВ обеспечивается 37-38 поливами при поливной норме 115-125 м3/га [2].

При выращивании томатов в условиях тяжелых суглинистых почв поддержание предполивного порога влажности почвы на заданном уровне 70% НВ обеспечивается 11 капельными поливами при поливной норме 280 м3/га. Поддержание предполивного порога влажности почвы на уровне 80 % НВ обеспечивается 21 поливом при поливной норме 190 м3/га. Поливной режим 90 % НВ обеспечивается 43 поливами при поливной норме 95 м3/га [7, 4]. С целью обеспечения повышения урожайности и качества получаемой продукции за счет непрерывного поддержания заданного уровня показателей влажности почвы в период вегетации, нами предлагается технология внутрипочвенного орошения томатов в условиях закрытого грунта.

Состав основных элементов технологии включает в себя необходимые агротехнические мероприятия, проводимые при возделывании томатов в теплицах. Подготовительный период связан с подготовкой посадочного материала, в том числе обработкой семян, пикировкой и формированием рассады. Затем производится сборка конструкции теплицы и монтаж системы внутрипочвенного орошения, связанный с установкой насосного оборудования и других конструктивных элементов. Одновременно производятся земляные работы и укладка увлажнительной сети. После окончания монтажа системы внутрипочвенного орошения предусматривается выполнение агротехнических мероприятий, связанных с необходимой обработкой почвогрунта, внесением минеральных удобрений и др. На следующем этапе производят высадку рассады в теплицу, одновременно обеспечивая проведение посадочного внутрипочвенного полива.

В период вегетации томата, применяя внутрипочвенное орошение, обеспечивается регулирование влажности почвы в пределах установленного диапазона. Поддержание предполивной влажности почвы на заданном уровне 70 % НВ обеспечивается 16-17 поливами при поливной норме 26 л/м2 и суммарном времени работы системы 72,0-76,5 часа. Поддержание предполивного порога влажности почвы на уровне 80 % НВ обеспечивается 27-29 поливами при поливной норме 17 л/м2 и суммарном времени работы системы 81,0-87,0 часа. Поливной режим 90 % НВ обеспечивается 55-57 поливами при поливной норме 9 л/м2.

Заключение. Внедрение предлагаемой нами технологии возделывания овощных культур с использованием внутрипочвенного и капельного способа полива в условиях открытого грунта обеспечивает получение гарантированных урожаев сладкого перца на уровне 46,7-66,7 т/га и томатов на уровне 77,4-97,8 т/га. Внедрение предлагаемой нами технологии возделывания томатов с использованием внутрипочвенного способа полива в условиях весенних пленочных теплиц, обеспечивает при снижении расходов поливной воды, энергетических и трудовых затрат, получение гарантированных урожаев ранних томатов на уровне 11,8-13,3 кг/м2.

Библиографический список

1. Бочарников, В.С. Экономия оросительной воды при производстве продукции овощеводства [Текст] /В.С. Бочарников, М.П. Мещеряков, О.В. Бочарникова //Перспективные направления исследований в изменяющихся климатических условиях: сборник докладов Международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов, посвященной 140-летию А.Г. Дояренко. - Саратов: ГНУ НИИ сельского хозяйства Юго-Востока РАСХН, 2014. - С. 487-490.

2. 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.

3. Закономерности формирования урожая томатов при капельном орошении [Текст] / А.С. Овчинников, И.И. Азарьева, В.С. Бочарников, М.П. Мещеряков, О.В. Бочарникова //Инновационные технологии и экологическая безопасность в мелиорации: сборник научных докладов IV Международной конференции / ВНИИ «Радуга». - Коломна: Инлайт, 2012. - С. 87-89.

4. Интенсивные технологии полива овощей [Текст] / А.С. Овчинников, В.С. Бочарников, М.П. Мещеряков, О.В. Бочарникова // Сельский механизатор. - 2014. - №9. - С. 18-19.

5. Мещеряков, М.П. Инновационные решения в системах капельного орошения [Текст] /М.П. Мещеряков, В.С. Бочарников// Аграрная наука-сельскому хозяйству: сборник статей VIII Международной научно-практической конференции, посвящённой 70-летию Алтайского ГАУ: в 3 кн. - Барнаул: РИО АГАУ, 2013. - Кн.2. - С. 142-144.

6. Мещеряков, М.П. Оценка технической эксплуатации оросительной системы [Текст]/ М.П. Мещеряков, В.С. Бочарников // Научно-производственное обеспечение инновационных процессов в орошаемом земледелии Северного Прикаспия: межрегиональная научно-практическая конференция. - М.: Издательство «Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук», 2013. - С. 135-137.

7. Мещеряков, М.П. Эксплуатация передовых систем орошения при возделывании овощных культур [Текст] /М.П. Мещеряков, В.С. Бочарников //Пути повышения продуктивности орошаемых агроландшафтов в условиях аридного земледелия: материалы Международной научно-практической конференции / Прикаспийский НИИ аридного земледелия. - М.: Изд-во «Вестник РАСХН», 2012. - С. 84-87.

8. 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. 129-132.

9. 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.

10. Определение закономерностей передвижения поливной воды на основе экспериментальных исследований [Текст] / А.С. Овчинников, В.С. Бочарников, М.П. Мещеряков, О.В. Бочарникова // Materialele impozionului Stiintific International «Agricultura Mode ma - Realizan si Perspective» consacrat aniversarii de 80 de ani de la Infiintarea Universitatii Agrare de Stat din Moldova. - Chisnau. - 2013. - p. 21-25

11. Современное сельское хозяйство - достижения и перспективы [Текст]: материалы Международного Научного Симпозиума «, посвященного 80 летию со дня основания Государственного аграрного университета Молдовы. - Кишинев, 2013. - С. 21-25.

Reference

1. Bocharnikov, V.S. Jekonomiya orositel'noj vody pri proizvodstve produkcii ovoschevodstva [Tekst] /V. S. Bocharnikov, M. P. Mescheryakov, O. V. Bocharnikova //Perspektivnye napravleniya issledovanij v izmenyayuschihsya klimaticheskih usloviyah: sbornik dokladov Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii molodyh uchenyh i specialistov, posvyaschennoj 140-letiyu A. G. Doyarenko. - Saratov: GNU NII sel'skogo hozyajstva Yugo-Vostoka RASXN, 2014. - S. 487-490.

2. Bocharnikov, V. S. Tehnologicheskie aspekty primeneniya vnutripochvennogo i kapel'nogo orosheniya pri vozdelyvanii ovoschnyh kul'tur [Tekst] /V. S. Bocharnikov, M. P. Mescheryakov // Nauchnaya zhizn'. - 2012. - №1. - S. 148-154.

3. Zakonomemosti formirovaniya urozhaya tomatov pri kapel'nom oroshenii [Tekst] / A. S. Ovchinnikov, I. I. Azar'eva, V. S. Bocharnikov, M. P. Mescheryakov, O. V. Bocharnikova //Innovacionnye tehnologii i ]kologicheskaya bezopasnost' v melioracii: sbornik nauchnyh dokladov IV Mezhdunarodnoj konferencii / VNII "Raduga". - Kolomna: Inlajt, 2012. - S. 87-89.

4. Intensivnye tehnologii poliva ovoschej [Tekst] / A. S. Ovchinnikov, V. S. Bocharnikov, M. P. Mescheryakov, O. V. Bocharnikova // Sel'skij mehanizator. - 2014. - №9. - S. 18-19.

5. Mescheryakov, M. P. Innovacionnye resheniya v sistemah kapel'nogo orosheniya [Tekst] /M. P. Mescheryakov, V. S. Bocharnikov// Agrarnaya nauka-sel'skomu hozyajstvu: sbornik statej VIII Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii, posvyaschjonnoj 70-letiyu Altajskogo GAU: v 3 kn. - Barnaul: RIO AGAU, 2013. - Kn.2. - S. 142-144.

6. Mescheryakov, M. P. Ocenka tehnicheskoj ]kspluatacii orositel'noj sistemy [Tekst]/ M. P. Mescheryakov, V. S. Bocharnikov // Nauchno-proizvodstvennoe obespechenie innovacionnyh pro-cessov v oroshaemom zemledelii Severnogo Prikaspiya: mezhregional'naya nauchno-prakticheskaya kon-ferenciya. - M.: Izdatel'stvo "Vestnik Rossijskoj akademii sel'skohozyajstvennyh nauk", 2013. - S. 135-137.

7. Mescheryakov, M. P. Jekspluataciya peredovyh sistem orosheniya pri vozdelyvanii ovoschnyh kul'tur [Tekst] /M. P. Mescheryakov, V. S. Bocharnikov //Puti povysheniya produktivnosti oroshaemyh agrolandshaftov v usloviyah aridnogo zemledeliya: materialy Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj kon-ferencii /Prikaspijskij NII aridnogo zemledeliya. - M.: Izd-vo "Vestnik RASXN", 2012. - S. 84-87.

8. Ovchinnikov, A. S. Konstruktivnye osobennosti sistem kapel'nogo i vnutripochvennogo orosheniya [Tekst] / A. S. Ovchinnikov, M. P. Mescheryakov, V. S. Bocharnikov // Izvestiya Nizh-nevolzhskogo agrouniversitetskogo kompleksa: nauka i vysshee professional'noe obrazovanie). - 2007.

- №1 (5). - S. 129-132.

9. Ovchinnikov, A. S. Sovershenstvovanie tehnicheskih sredstv kapel'nogo i vnutripoch-vennogo orosheniya [Tekst] /A. S. Ovchinnikov, V. S. Bocharnikov, M. P. Mescheryakov // Izvestiya Nizhnevolzhskogo agrouniversitetskogo kompleksa: nauka i vysshee professional'noe obrazovanie. -2012. - №2 (26). - S. 146-150.

10. Opredelenie zakonomernostej peredvizheniya polivnoj vody na osnove ]ksperimental'nyh issledovanij [Tekst] / A. S. Ovchinnikov, V. S. Bocharnikov, M. P. Mescheryakov, O. V. Bochar-nikova // Materialele impozionului Stiintific International "Agricultura Mode ma - Realizari si Perspective" consacrat aniversarii de 80 de ani de la Infiintarea Universitatii Agrare de Stat din Moldova.

- Chisnau. - 2013. - p. 21-25

11. Sovremennoe sel'skoe hozyaj stvo - dostizheniya i perspektivy [Tekst]: materialy Mezhdu-narodnogo Nauchnogo Simpoziuma ", posvyaschennogo 80 letiyu so dnya osnovaniya Gosudarstven-nogo agrarnogo universiteta Moldovy. - Kishinev, 2013. - S. 21-25.

E-mail: volgau@volgau.com