СПОСОБ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ОВОЩНЫХ КУЛЬТУР ПРИ КАПЕЛЬНОМ ОРОШЕНИИ
METHOD OF VEGETABLE CROP CULTIVATION UNDER DRIP IRRIGATION

Изобретение относится к сельскому хозяйству и предназначено для возделывания сельскохозяйственных растений, преимущественно овощных культур, при капельном орошении.
Известен способ расселения почвы, включающий подвод к расселяемому участку воды, нарезку на нем щелей, орошение межщелевых полос, удаление солей с поверхности стенок щелей и их засыпку, при этом щели выполняют через расстояние, не превышающее двойную величину капиллярного переноса влаги почвой расселяемого участка, а глубину их нарезки устанавливают большей величины капиллярного подъема влаги почвой расселяемого участка, на поверхности межщелевых полос формируют двухскатные гребни, на которых размещают трубопроводы с капельницами, подключенные к водоподводящей сети, а поверхность межщелевых полос покрывают водонепроницаемыми экранами из гидрофобного материала, края которых закрепляют в верхней части щелей, затем производят подачу воды из капельниц до окончания процесса расселения, после чего подачу воды прекращают, слой грунта с солью со стенок щелей перемещают на их дно и формируют над ним водонепроницаемый слой из гидрофобного материала, а щели заравнивают (патент RU №2273693. Способ расселения почвы. 10.04.2006).
К недостаткам описанного способа относятся отсутствие возможности изменения активности оросительной воды и снижение коэффициента полезного действия способа рассоления почвы.
3
3
Известен способ возделывания озимой пшеницы на орошаемых землях, включающий внесение удобрений, вспашку, влагозарядковый полив, посев, вегетационные поливы и скашивание зеленой массы восковой спелости зерна в валки с последующим обмолотом, при этом одновременно со вспашкой формируют водопоглощение щелей с заполнением последних растительными и корневыми остатками и вносимыми органическими удобрениями, посев проводят параллельно щелям, взаимно удаленным на расстояние, равное половине или ширине захвата сеялки, вегетационные поливы капельным орошением нормой 150-200 м/га чередуют с мелкодисперсным дождеванием нормой 20-50 м/га, при этом совмещают внесение микро- и макроудобрений в жидкой форме (патент RU №2202868, МПК А01В 79/02, А01В 13/16. Способ возделывания озимой пшеницы на орошаемых землях. 27.04.2003).
К недостаткам этого способа относится отсутствие возможности влияния оросительной воды на повышение биологической активности роста и развития растений, а также повышение урожайности.
Кроме того, описанный способ не обеспечивает подавление болезнетворных микробов и вредителей сельскохозяйственных растений.
Известен способ возделывания сельскохозяйственных культур при капельном орошении, включающий раскладку поливного трубопровода, посев семян сельскохозяйственной культуры в точках размещения водовыпусков и вегетационные поливы, причем первый полив посевов производят поливной водой - анолитом - электроактированной водой с окислительно-восстановительным потенциалом ОВП +600 … +700 мВ и поливной нормой, установленной из условия доведения влажности почвы до наименьшей влагоемкости (НВ), далее при снижении влажности почвы производят повторный полив католитом - электроактивированной водой с потенциалом -150 … -300 мВ, а последующие поливы выполняют для поддержания влажности не менее 70…80% НВ, периодически чередуя анолит с потенциалом +500 … +600 мМВ и католит с потенциалом -150 … -200 мВ (патент RU №2332825 С1, МПК А01В 79/02. Способ возделывания сельскохозяйственных культур при капельном орошении. 10.09.2008).
Недостаток данного способа - отсутствие оптимизации технологического процесса при применении активированных водных растворов - только анолита или католита, так как получить их отдельно друг от друга в процессе электрохимической активации воды невозможно. Кроме того, при поливах только католитом или анолитом (как в известном способе), без чередования с поливами обычной водой, эффективность таких поливов будет снижаться и повышаться энергоемкость процесса электроактивации воды, а состояние почвы ухудшаться.
Данный способ принят нами в качестве ближайшего аналога.
Сущность заявленного изобретения.
Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, разработать способ, обеспечивающий эффективное возделывание овощных культур, при котором создаются наиболее благоприятные условия роста и развития растений и обеспечивается значительное повышение урожайности.
Технический результат - улучшение качества овощной продукции и увеличение урожайности, снижение энергоемкости и повышение экологичности процесса, снижение расхода активированных водных растворов при поливе.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе возделывания сельскохозяйственных культур, в частности овощных культур, при капельном орошении, включающем посев семян или рассады овощных культур и их вегетационные поливы электроактивированными водными растворами - анолитом и католитом, согласно изобретению первый полив производят активированным водным раствором анолита и католита при их соотношении (70:30)-(80:20), а последующие поливы выполняют активированным водным раствором при соотношении анолита и католита (30:70)-(20:80), при этом после первого полива активированным раствором выполняют один полив обычной водой, а последующие поливы указанными растворами чередуют с поливами обычной водой таким образом, что на один полив активированным водным раствором приходится два полива обычной водой заданной поливной нормой. Перед смешиванием компонентов активированной воды рН анолита составляет 3,2-4,7, а рН католита 10,5-12,0.
За счет того, что поливная вода, проходя через анодную камеру установки для электроактивации приобретает новые кислотно-основные, окислительно-восстановительные и каталитические свойства разбавленных растворов и воды, это позволяет использовать такие метастабильные жидкости вместо традиционных растворов химических реагентов в технологии возделывания овощных культур.
Вода, обработанная в анодной камере электроактиватора, приобретает повышенную кислотность, которая обеспечивает уничтожение болезнетворных микробов и вредителей овощных культур, что благоприятствует условиям нормального роста и развития растений, а также повышению урожайности. Поливная вода, проходящая через катодную камеру электроактиватора, приобретает щелочную реакцию за счет превращения некоторой части растворенных солей в гидроксиды. Ее окислительно-восстановительный потенциал (ОВП) резко понижается, уменьшается поверхностное натяжение, снижается содержание растворенных элементов кислорода, азота, возрастает концентрация водорода, свободных гидроксильных групп, уменьшается электропроводность, изменяется структура не только гидратных оболочек, но и свободного объема воды.
В результате образования хорошо растворимых гидроксидов натрия и калия и повышения вследствие этого рН (водородного показателя) происходит сдвиг углекислотного равновесия с образованием труднорастворимых карбонатов кальция и магния из растворимых соединений этих металлов. Католит, обладающий перечисленными свойствами, имеет повышенную биологическую активность, воздействует положительно на рост и развитие растений и обеспечивает повышение урожайности.
Таким образом, католит и анолит представляют две функционально зависимые составляющие электроактивированного водного раствора. Католит - это щелочная («живая») вода, анолит - кислотная («мертвая») вода. Несмотря на их принципиальное различие, обе составляющие оказывают определенное стимулирующее воздействие на растения, в частности на овощные культуры (томаты, картофель, морковь и др.). Особыми свойствами обладает смесь католита и анолита. Со временем эта смесь превращается в обычную экологически чистую воду. Но непосредственно после смешения анолит улучшает электрохимические показатели католита, усиливая его благоприятное воздействие на растения, а сам анолит, обладающий мощным бактерицидным и фунгицидным действием, временно сохраняет свойства антисептика и является экологичным «препаратом» для стерилизации семян и рассады.
Способ осуществляется следующим образом.
Для реализации способа используется посевной или посадочный агрегат, оборудованный приспособлением для укладки и раскладки поливных трубопроводов, система капельного орошения с модулем электроактивации оросительной воды, который должен обеспечивать подачу активированного раствора анолита и католита в заданном соотношении, а также обычной воды в оросительную сеть согласно режиму орошения.
Предпосевная обработка почвы должна выполняться согласно агротехническим требованиям для данной овощной культуры.
Посев или посадка производятся в лучшие агротехнические сроки по климатическим показателям, при этом одновременно производится раскладка поливных трубопроводов, водовыпуски которых размещаются в зоне расположения семян высеваемой культуры. После выполнения посева или посадки, поливные трубопроводы подключаются к водоподводящим трубопроводам системы капельного орошения с модулем электроактивации оросительной воды.
Первый полив посевов семян или рассады производится активированным водным раствором анолита и католита при их соотношении (70:30)-(80:20), а последующие поливы выполняют активированным водным раствором при соотношении анолита и католита (30:70)-(20:80), при этом после первого полива активированным раствором выполняют один полив обычной водой, а последующие поливы указанными растворами чередуют с поливами обычной водой таким образом, что на один полив активированным водным раствором приходится два полива обычной водой заданной поливной нормой. Причем перед смешиванием компонентов активированной воды рН анолита составляет 3,2-4,7, а рН католита 10,5-12,0.
ПРИМЕР. В полевых условиях на овощном участке высаживали рассаду томатов сорта «Новичок». Поливы (капельное орошение) выраженной рассады, а затем и растений проводили по следующим вариантам.
1. Поливы только обычной водой (контроль).
2. Первый полив рассады активированным водным раствором (АВР) анолита и католита при соотношении 70:30, последующие поливы активированным водным раствором анолита и католита при соотношении 30:70.
3. Первый полив рассады АВР анолита и католита при соотношении 80:20, последующие поливы АВР анолита и католита при соотношении 20:80.
4. Первый полив рассады АВР анолита и католита при соотношении 70:30, последующие поливы АВР анолита и католита при соотношении 20:80.
5. Первый полив рассады АВР анолита и католита при соотношении 80:20, последующие поливы АВР анолита и католита при соотношении 30:70.
6. Первый полив рассады АВР - анолитом с ОВП +600 мВ, последующие поливы выполнялись для поддержания влажности почвы не менее 70-80% наименьшей влагоемкости, периодически чередуя анолит с ОВП +500 мВ и католит с ОВП-150 мВ (ближайший аналог по патенту №2332825 С1).
В вариантах 2-5, перед смешиванием компонентов электрохимически активированной воды, рН анолита составляла 3,2-4,7, а рН католита 10,5-12,0.
В вариантах 2-5 поливы указанными электроактированными водными растворами чередовали с поливами обычной водой, при этом после первого полива активированным водным раствором выполняли один полив обычной водой, а последующие поливы активированными водными растворами осуществляли так, что после каждого полива АВР производилось два полива обычной водой. Возделывание томатов осуществляли на юге России, в Волгоградской области, на светло-каштановой почве, удобрения и поливные нормы для всех шести вариантов были одинаковыми. Смешивание анолита и католита осуществляли на выходе из проточного модуля электроактивации воды в системе капельного орошения, то есть непосредственно перед поливом. Основные результаты возделывания томатов сведены в таблицу.
Таблица
Номера вариантов
Основные результаты возделывания томатов сорта «Новичок» в зависимости от режима капельного орошения
урожайность, %
крупность плодов, %
1
100
100
2
129
140
3
134
147
4
130
141
5
132
143
6
107
115
(аналог по патенту №2332825 С1)
Показатели урожайности и крупности плодов томатов в вариантах 2-5 оказались значительно выше, чем в вариантах 1 (контроль) и 6 (аналог по патенту №2332825 С1). По сравнению с контролем (капельное орошение обычной водой) - в 3-ем варианте урожайность возросла на 34%, а крупность плодов - на 47%, а по сравнению с аналогом по патенту №2332825 С1 (вариант 6), соответственно на (134-107) 100/107=25,2% и на (147-115)100/115-27,8%.
Таким образом, в предложенном способе возделывания овощных культур, в частности томатов, при капельном орошении увеличение урожайности и крупности плодов достигается на фоне снижения энергоемкости приготовления электроактивированных водных растворов примерно в 5-5,5 раз. Это достигается за счет следующих факторов: 1) уменьшения почти в 3 раза поливов электроактивированным раствором; 2) одновременного использования двух составляющих электроактивированного водного раствора - анолита и католита (в процессе активации количество получаемых католита и анолита можно регулировать, но получить только католит или анолит невозможно); 3) улучшения электрохимических показателей католита при наличии в смеси анолита. Наряду с вышеизложенным повышается экологичность технологического процесса за счет «промывания» почвы под рассадой обычной водой, интенсификации процесса превращения активированного раствора в экологически чистую воду за счет наличия в активированной смеси католита и анолита.
Более того, в отличие от ближайшего аналога (патент №2332825 С1), в предлагаемом способе возделывания овощных культур при капельном орошении исключаются холостые сбросы анолита и католита, так как в процессе полива овощных культур одновременно задействованы обе составляющие активированных водных растворов, расход которых при поливах снижается примерно в 5,8 раз.