СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ИРРИГАЦИОННО-ЭРОЗИОННЫХ ПРОЦЕССОВ В ОРОШАЕМОМ ЗЕМЛЕДЕЛИИ
METHOD OF PREVENTING IRRIGATION-EROSION PROCESSES IN IRRIGATED FARMING

Изобретение относится к мелиорации и может быть использовано при орошении сельскохозяйственных культур дождеванием на различных типах почв.
Качество полива дождеванием определяется характеристиками дождя, создаваемого дождевальной техникой, и их соответствием агротехническим требованиям: интенсивностью и слоем дождя, размерами капель и равномерностью распределения дождя по орошаемому полю.
Одним из главных требований сельскохозяйственных культур, предъявляемых к искусственному дождеванию, является необходимость создания дождя с интенсивностью, не превышающей скорость впитывания воды данной почвой в конце полива на одной позиции. При интенсивности дождя, превышающей впитывающую способность почвы, образуются лужи, происходит поверхностный сток, что приводит к разрушению структуры, ухудшению водно-физических свойств почвы и развитию эрозии поверхностного слоя почвы.
С увеличением интенсивности дождя уменьшаются глубина промачивания, степень увлажнения почвы после полива и число структурных водостойких агрегатов почвы крупнее 1 мм и др.
Структура почвы сохраняется при интенсивности дождя 0,1-0,15 мм/мин. Превышение этой интенсивности допустимо: для слабоводопроницаемых почв - до 0,2 мм/мин, для средневодопроницаемых - до 0,2-0,3 мм/мин и для легководопроницаемых - до 0,5-0,8 мм/мин.
Современная дождевальная техника широко представлена с навесной консолью (ДДА - 100 МА, ДДА - 100 В) или консольной тележкой («Rainstar») и др., характеризуется очень высокой интенсивностью дождя. Так дождевальная машина «Rainstar» с консольной тележкой AS50 эксплуатируется при расходах воды от 6 до 34 л/с. При этом интенсивность создаваемого дождя изменяется от 0,47 до 2,22 мм/мин. Исходя из согласованности скорости впитывания и интенсивности дождя дождевальная машина «Rainstar» может осуществлять поливы только на легких сильноводопроницаемых почвах с интенсивностью дождя до 0,8 мм/мин и расходом воды не более 11 л/с. Использование дождевальной машины «Rainstar» на глинистых, тяжелосуглинистых и среднесуглинистых почвах, без образования поверхностного стока, возможно при прерывистом дождевании малыми поливными нормами. Однако это приводит к большим потерям поливной воды на испарение, дополнительным энергозатратам и снижению производительности машины.
Технический результат - предотвращение поверхностного стока поливной воды и эрозии почв при орошении, снижение потерь поливной воды на испарение и энергозатрат на полив сельскохозяйственных культур при сохранении почвенного плодородия и оптимального использования расходно-напорных характеристик дождевальной машины.
Технический результат достигается тем, что в известном способе, предусматривающем использование дождевальных машин для полива сельскохозяйственных культур, согласно изобретению на глинистых и тяжелосуглинистых почвах, со скоростью впитывания до 0,2 мм/мин, в дождевальных машинах используют форсунки с расходом воды 0,2 л/с, которые располагают от поверхности почвы на расстоянии не менее 2,1 м. На среднесуглинистых почвах, со скоростью впитывания 0,2-0,5 мм/мин, используют форсунки с расходом воды 0,2 л/с, которые располагают от поверхности почвы на расстоянии 1,3-2,5 м. На среднесуглинистых почвах могут быть использованы также форсунки с расходом воды 0,4 и 0,6 л/с, а располагают их от поверхности почвы на расстоянии не менее 1,9 и 2,3 м соответственно. На сильноводопроницаемых супесчаных и песчаных почвах, со скоростью впитывания 0,5-0,8 мм/мин, используют форсунки с расходами воды 0,4 и 0,6 л/с, которые располагают от поверхности почвы на расстоянии не менее 1,5 и 1,8 м соответственно, а с расходом 0,8 л/сек - на расстоянии не менее 2,2 м от поверхности почвы.
В исследованиях использовали дождевальную машину «Rainstar Е» с консольной тележкой AS50, оснащенную форсунками Senninger-360, австрийской фирмы «Вауег». Расход воды через форсунку устанавливали от 0,2 до 0,8 л/с с интервалом 0,2 л/с, расстояние форсунки от поверхности почвы - от 1,3 до 2,5 м с интервалом 0,5 м.
Результаты исследований представлены в таблице.
Интенсивность дождя форсунки Senninger-360 в зависимости от расходов воды через форсунку и расстояния от поверхности почвы, мм/мин
Расход воды через форсунку, л/с
Расстояние между форсункой и поверхностью почвы, м
1,5
2,0
2,5
0,2
0,37
0,23
0,15
0,4
0,78
0,45
0,32
0,6
1,12
0,68
0,46
0,8
1,49
0,90
0,61
2
2
Исследованиями установлено, что при расположении форсунок от поверхности почвы на расстоянии 1,5 м площадь дождевого облака составляет 32,2 м. Расположение форсунок от поверхности почвы на расстоянии 2,0 и 2,5 м увеличивает радиус полива и площадь дождевого облака до 52,8 и 78,5 м соответственно. При этом средняя интенсивность дождя форсунки с расходом воды 0,2 л/с изменяется от 0,37 до 0,15 мм/мин. Наибольшее ее значение отмечено при расположении форсунки от поверхности почвы на расстоянии 1,5 м. Повышение расходов воды через форсунку до 0,4, 0,6 и 0,8 л/с увеличивает интенсивность дождя на расстоянии 1,5 м от поверхности почвы до 0,78; 1,12 и 1,49 мм/мин соответственно. Расположение этих же форсунок от поверхности почвы на расстоянии 2,5 м способствует снижению интенсивности дождя до 0,15-0,61 мм/мин, а на расстоянии 2,0 м от поверхности почвы она изменяется в пределах 0,23-0,90 мм/мин.
Результаты исследований (см. чертеж, на котором показана зависимость интенсивности дождя от расходов воды и высоты расположения дождевальных форсунок) свидетельствуют, что на глинистых и тяжелосуглинистых почвах, со скоростью впитывания до 0,2 мм/мин, можно использовать форсунки только с расходом воды 0,2 л/с. При этом располагать их необходимо на расстоянии не ниже 2,1 м от поверхности почвы. Форсунки с большими расходами воды на данном типе почв могут вызвать ирригационно-эрозионные процессы.
На среднесуглинистых почвах, со скоростью впитывания 0,2-0,5 мм/мин, форсунки с расходом 0,2 л/с можно располагать на любом расстоянии от поверхности почвы в пределах регулирования высоты расположения консоли на дождевальной машине.
Форсунки с расходом воды 0,4 и 0,6 л/с на этих почвах, в целях предотвращения ирригационной эрозии, необходимо располагать от поверхности почвы на расстоянии не менее 1,9 и 2,3 м соответственно. Форсунки с расходом воды более 0,6 л/с на среднесуглинистых почвах использовать не рекомендуется, т.к. они могут вызывать ирригационно-эрозионные процессы в почвах.
На сильноводопроницаемых супесчаных и песчаных почвах форсунки с расходами 0,4 и 0,6 л/с необходимо располагать от поверхности почвы на расстоянии не менее 1,5 и 1,8 м соответственно, а с расходом 0,8 л/с - на расстоянии не менее 2,2 м от поверхности почвы.
Предлагаемый способ позволит за счет предотвращения потерь воды на поверхностный сток экономить до 15-25% оросительной воды, увеличить на 15-20% производительность дождевальной машины при сохранении почвенного плодородия.