Содержание к диссертации
Введение
1 Современное состояние технологий и технических средств полива культур защищенного грунта и задачи исследований 11
1.1. Перспектива развития и характеристика технологий и средств механизации полива в защищенном грунте 11
1.2. Технологические особенности полива рассады овощных культур, выращиваемой кассетным способом в защищенном грунте 17
1.3. Краткий обзор технических средств орошения рассады овощных культур, выращиваемой кассетным способом в защищенном грунте 22
1.4. Выводы по разделу и задачи исследований 44
2 Теоретические исследования технологического процесса полива рассады овощных культур, выращиваемой кассетным способом в теплицах 46
2.1 Обоснование технологического процесса полива рассады в кассе тах, качественных показателей дождя и параметров дождеобразующих устройств 46
2.2. Гидродинамическое обоснование однотрубной дождевальной системы для защищенного грунта 52
2.3. Выбор дождеобразующих устройств и оптимизация схемы их расстановки на оросительном трубопроводе 55
2.4. Эксплуатационно-технологическая оценка работы дождевальных систем для защищенного грунта 68
Выводы по разделу 69
3 Программа и методика исследований работы однотрубной дождевальной системы для защищенного грунта 70
3.1. Выбор и характеристика объектов орошения защищенного грунта для проведения исследований 70
3.2. Методика экспериментальных исследований и оценки показателей работы дождевальной системы для закрытого грунта 74
3.3. Математическое обеспечение исследований 77
3.4 Подготовка приборов и оборудования к исследованиям 90
4 Результаты исследований качественных показателей полива кассетной рассады в теплицах однотрубной дождевальной системой 95
4.1 Исследование показателей качества полива дождевальными насадками системы в лабораторных условиях 95
4.2 Исследование показателей качества полива дождевальной системы в лабораторно-полевых условиях 104
4.3 Отработка технологии полива с оценкой эксплуатационно-технологических показателей модернизированной дождевальной системы 109
4.4 Агроэкологические показатели работы дождевальной системы в защищенном грунте 112
Выводы по разделу 115
5 Внедрение и экономическая эффективность дождевальной системы в защищенном грунте, при выращивании кассетной рассады . 116
Общие выводы и рекомендации производству 122
Список использованной литературы 126
Приложения 144
- Перспектива развития и характеристика технологий и средств механизации полива в защищенном грунте
- Обоснование технологического процесса полива рассады в кассе тах, качественных показателей дождя и параметров дождеобразующих устройств
- Выбор и характеристика объектов орошения защищенного грунта для проведения исследований
- Исследование показателей качества полива дождевальными насадками системы в лабораторных условиях
Введение к работе
Актуальность исследований.
Продовольственная, энергетическая и экологическая проблемы занимают важнейшее место в экономике России, стран союза независимых государств (СНГ) и зарубежья [7, 22, 25, 33, 106-110,129,140]. Одним из направлений отрасли овощеводства агропромышленного комплекса (АПК) является выращивание рассады в защищенном грунте для последующего производства овощной продукции в открытом грунте. Рассадный метод позволяет сократить период вегетации растений в защищенном грунте, выращивать культуры и сорта, имеющие длинный вегетационный период, в районах с коротким летом, получать урожай овощей в более ранние сроки, экономить посевной материал (при рассадном методе требуется семян в 3 - 5 раз меньше, чем при посеве в грунт) [11, 14, 20, 30, 33, 34, 95, 112, 140, 195]. Рассадный способ выращивания овощей в защищенном и открытом грунте широко распространен в нашей стране и за рубежом. Широкое распространение получила грунтовая и горшечная технология выращивания рассады. Но в последнее время сельхозпроизводители начали осваивать кассетный способ выращивания рассады [8, 79, 89, 95, 101, 115, 137, 139, 159, 169, 175, 181, 183,189]. Результаты проведенных в Российской Федерации (РФ) и за рубежом научно-исследовательских работ (НИР) и производственного опыта ряда хозяйств показывают, что кассетная технология отличается от традиционных методов технологическими и экономическими преимуществами, кассетный способ выращивания рассады в теплицах для открытого грунта перспективен и подлежит дальнейшему совершенствованию и освоению в сельскохозяйственном производстве.
Важным элементом кассетной технологии выращивания рассады овощных культур в теплицах является орошение. Для полива в весенних
пленочных теплицах (особенно построенных по индивидуальным проектам) в большей степени применяют дождевание. Дождевальное оборудование, используемое в теплицах не всегда обеспечивают необходимую эффективность полива и качество дождя, предъявляемые агротребованиями для выращивания рассады (размер капель и интенсивность дождя, равномерность его распределения по площади). Применение существующей дождевальной техники для полива рассады, выращиваемой кассетным способом, показало их практическую непригодность. Из-за значительного энергетического воздействия дождя, имеющего не соответствующие агротребованиям диаметр капель и интенсивность, недостаточную равномерность распределения, повреждается рассада, из кассет вымывается почвенная смесь. Это снижает выход товарной рассады на 50 - 60 %.
В связи с изложенным, для освоения прогрессивного кассетного способа выращивания рассады, целесообразно разработать усовершенствованную дождевальную систему, в которой будут устранены недостатки существующих систем, и которая может обеспечить качество дождя, необходимое для выращивания рассады.
Настоящая работа посвящена решению ряда вопросов, по указанной проблеме.
Целью работы является разработка технологических и технических решений по созданию дождевальной системы, обеспечивающей энергосберегающие и экологически безопасные показатели качества дождя при орошении рассады овощных культур, выращиваемой кассетным способом в теплицах.
Задачи исследований:
- обосновать энерговодосберегающие, экологически безопасные параметры показателей технологического процесса полива рассады овощных культур, выращиваемой кассетным способом в теплицах;
разработать дождевальную систему для теплиц с оптимизацией параметров и схем расстановок дождеобразующих устройств;
провести экспериментальные исследования и хозяйственные испытания с уточнением параметров дождевальной системы для теплиц;
определить экономическую эффективность с осуществлением внедрения дождевальной системы для орошения рассады овощных культур, выращиваемой кассетным способом в теплицах.
Методика исследований.
При выполнении диссертационной работы проводились теоретические и экспериментальные исследования в лабораторных и полевых условиях, осуществлялись наблюдения за процессом выращивания рассады овощных культур в защищенном грунте весенних теплиц, изучались и анализировались статистические данные отрасли растениеводства АПК [22].
В соответствии с поставленными задачами исследований использовались стандартные и частные методики [73, 74].
В целом программой исследований предусматривается: выбор объектов орошения в защищенном грунте, выбор и подготовка приборов и оборудования [37-39, 154, 156], уточнение методики оценки показателей работы дождевальных систем для защищенного грунта весенних теплиц [2, 4, 20, 21, 26, 30, 42, 60, 61, 66, 73, 85, 130], разработка методики теоретических исследований технологии полива, дождевальных систем и дождеобразующих устройств, применение методик планирования эксперимента [13, 57, 87, 111, 124, 152], экспериментальных исследований [15, 27, 37-39, 52, 145], вероятностно-статистической оценки результатов работы, разработка агротехнических требований, технологического регламента, технических условий; оценка надежности и качества полива дождевальной системы, экономической эффективности, прибыльности, экологической экспертизы, выполнения
работ по испытанию и внедрению технологии и дождевальной системы для выращивания рассады в защищенном грунте теплиц с применением кассетного способа.
Объекты исследования.
Объектами исследований выбраны весенние и зимние теплицы Коломенского, Луховицкого, Воскресенского, Люберецкого, Озерского, Ленинского районов Московской области. Для анализа данных о выращивании овощей в теплицах использовались материалы по всем федеральным округам России в разрезе республик, краев и областей [22]. Технологии и средства механизации полива при выращивании рассады в защищенном грунте производственно-научного объединения «Пойма» являлись непосредственными объектами исследований.
Теоретические и экспериментальные исследования.
Решение поставленных задач осуществлялось на основе изучения и анализа существующих технологий полива и дождевальной техники, разработанных усовершенствованных технических и технологических решений для выращивания рассады овощных культур в защищенном грунте, теоретических и экспериментальных исследований технологии полива и дождевальной системы в лабораторных и натурных условиях. Теоретические исследования дождевальной системы заключаются в обосновании показателей технологического процесса полива, оптимальных параметров давления и расхода воды, количества оросителей, геометрии дождеобразующих устройств (насадок), размера капель, коэффициента эффективности и экологических характеристик полива. При теоретическом обосновании используются методические подходы, изложенные в работах [3, 6, 36, 43, 55, 72, 93, 94, 96,97,99,122, 123, 141 и др.].
Научная новизна работы заключается в следующем:
обоснованы экологически безопасные и энергосберегающие показатели технологического процесса полива рассады овощных культур, выращиваемых кассетным способом в теплицах;
оптимизированы параметры дождевальной системы с разработкой конструкций дождеобразующих устройств и схем их расстановок для теплиц;
разработана и создана конструкция опытного образца усовершенствованной дождевальной системы ; V
разработан режим эксплуатации оптимизированной дождевальной системы при поливе рассады овощных культур, выращиваемых кассетным способом;
исследованы агротехнические и эксплуатационно-технологические показатели работы дождевальной системы с уточнением ее конструктивных параметров и режима эксплуатации: і/
теоретически обоснованы оптимальные параметры стационарной дождевальной системы и ее рабочих органов для полива рассады овощных культур.
Новизна работы подтверждена свидетельством на полезную модель дождевальной системы («Свидетельство на полезную модель от 29.04.99 г., № 11650»), разработанной в ходе выполнения исследований по теме диссертационной работы.
Результаты исследований внедрены в тепличных комплексах Луховицкого и Коломенского районов Московской области.
Практическая ценность и реализация результатов исследований.
Применение усовершенствованной технологии и дождевальной системы для полива, при выращивании рассады овощных культур кассетным способом, позволяет улучшить качество полива, повысить выход рассады и приживаемость ее в полевых условиях, урожайность, товарные показатели
выращенных овощных культур, снизить энергетические и водные затраты, потери от болезней и вредителей, механические повреждения от некондиционных капель дождя и достигнуть оптимальной эффективности и прибыльности выращивания рассады и конечного овощного товарного продукта.
На защиту выносятся:
обоснованные экологически безопасные и энергосберегающие, параметры показателей технологического процесса полива рассады овощных культур, выращиваемой кассетным способом в теплицах;
конструкция усовершенствованной дождевальной системы для полива рассады овощей, выращиваемой кассетным способом в теплицах;
оптимальные параметры стационарной дождевальной системы и дождеобразующих устройств для полива рассады овощных культур и, в том числе капусты, выращиваемой кассетным способом в теплицах;
агротехнические и эксплуатационно-технологические показатели работы дождевальной системы с оценкой экономической эффективности внедрения.
Обоснованность и достоверность полученных результатов.
Сопоставление результатов теоретических и экспериментальных исследований с применением вероятностно-статистических методов, системного анализа и оценок на основе экспертных систем по агроэкологомелиора-тивным и экономическим показателям усовершенствованной технологии и стационарной дождевальной системы для выращивания рассады овощных культур в защищенном грунте кассетным способом показывает сходимость теоретических и прогнозируемых предпосылок с данными экспериментальных исследований и практического применения в тепличных хозяйствах.
Апробация работы
Результаты работы доложены на научных конференциях Рязанской Государственной сельскохозяйственной академии им. профессора П.А. Кос-тычева (РГСХА) МСХ РФ (2002, 2003 гг.), Всероссийском семинаре на базе Российской инженерной академии менеджмента и агробизнеса (РИАМА) МСХ РФ по проблеме «Ресурсосберегающие технологии производства овощей» (2002 г.), на семинарах Коломенского ИППК МСХ (1999 - 2003 гг.), научно-техническом совете МСХ РФ (2001 г), департаменте «Ростовмелио-водхоз» (2001 г), АОЗТ «Ленинское», АОЗТ «Сергиевский» Коломенского района, (2002 г), ПНО «Пойма», Луховицкого района, Московской области (2003 г).
Публикации по теме диссертации.
Основные положения диссертации изложены в 16 печатных работах, в том числе свидетельстве на полезную модель № 11650 от 29.04.1999 г.
Структура и объем работы
Диссертация состоит из введения, пяти разделов, общих выводов и заключения, списка использованных литературных источников из 211 наименований, в том числе, ссылки на 19 авторских свидетельств и 5 иностранных источников.
Диссертационная работа изложена на 160 страницах машинописного текста, иллюстрирована 62 рисунками, содержит 12 таблиц, 4 приложения.
Автор выражает искреннюю признательность к.т.н. А.В. Федирко, к.т.н. А.А. Митрюхину, к.э.н. Кирпичникову B.C., инж. А.А. Кистанову, инж. Н.Б. Оленину, инж. А.И. Бочкаревой за помощь и консультации в процессе работы над диссертацией, к.т.н. М.А. Бубенчикову, инженеру В.Г. Сирко, инж. В.В. Каштанову за помощь в проведении лабораторно-полевых исследований.
Перспектива развития и характеристика технологий и средств механизации полива в защищенном грунте
Овощеводство - неоспоримо, одна из важных отраслей сельского хозяйства. В экономически развитых странах производству и обеспечению населения овощами уделяется повышенное внимание. Общая тенденция в мире показывает, что производство овощей постоянно возрастает. За последние 5 лет оно увеличилось на 20% [7, 22, 33, 106-110, 131].
К 90 годам XX века и в России отрасль овощеводства была одной из динамично развивающихся. Однако проводимые в стране аграрные реформы последнего десятилетия отрицательно сказались на развитии сельского хозяйства, в том числе и на овощеводстве [22].
Концепция развития овощеводства Российской Федерации в XXI веке ставит своей задачей увеличение объемов производства, продуктивности, расширение ассортимента. [110].
Важное место в развитии овощеводства занимает необходимость развития защищенного грунта [14, 22, 33, 106-110, 129, 131, 140]. Сейчас в России имеется около 3,0 тыс. га теплиц: 2,4 - зимних и 0,6 - весенних [22].
Действующие в нашей стране теплицы строились в соответствии со СНиП 2.10.04-85 от 01.01.1986 г. с учетом допустимых критериальных параметров для различных климатических зон (фотосинтетической активной радиации - ФАР, снеговых и ветровых нагрузок, продолжительности периода отопления)[16, 19, 33, 112, 129, 131, 141]. Согласно вышеуказанному документу ширина однопролетных теплиц не должна превышать 18 м, многопролетных -9 м, высота от отметки поверхности пола или почвы до низа конструкций теплиц или подвешенного оборудования и коммуникаций должна назначаться из условий свободного проезда, предусмотренных технологией работы машин и механизмов, но не менее 2,2 м. Зимние грунтовые теплицы ангарного типа предназначены для круглогодичного выращивания овощей в районах с большой снеговой нагрузкой. Для них характерна большая ширина модуля (пролета) в пределах 12-18 м (за рубежом до 30 м), предельная длина - не более 100 м, площадь теплицы в пределах 1000-1500 м2 (рис.1.1).
Большое распространение в нашей стране получили зимние и весенние грунтовые теплицы блочного типа в различном конструктивном исполнении, в которых отдельные двускатные модули (звенья) соединены между собой при помощи желобов, опирающихся на столбы, а внутренние стены и перегородки отсутствуют (рис. 1.2). Институтами Гипрониисельпром, Латв-гипросельстрой разработаны типовые проекты блочных теплиц для различных климатических зон страны, с конструкцией каркаса из специальных облегченных профилей заводского изготовления. Общая площадь таких теплиц до 6 га, высота в карнизе от 2,2 до 2,6 м, ширина пролета от 4,0 до 9,0 м.
Существуют типовые и индивидуальные проекты блочных теплиц с шириной модуля от 3 до 9 м. В отечественной и зарубежной практике строительства культивационных сооружений наиболее распространена ширина модуля (пролета) весенних блочных теплиц равная 6,4; 7,0; 7,5м, которая является оптимальной по условиям обеспечения механизации работ. Примером могут служить тепличные комплексы СЗАО «Сергиевское», СЗАО «Ленинское», ФГУ ОПК «Непецино» Коломенского р-на, СЗАО «Тепличный», «Озеры» Озерского р-на, ПНО «Пойма» Луховицкого р-на, ЗАО Агрофирма «Белая Дача» Люберецкого р-на, СЗАО «Фаустово» Воскресенского р-на Московской области, АОЗТ «Ольгинский» Аксайского р-на, АОЗТ «Багаев-ский» Багаевского р-на Ростовского области.
Неотъемлемой составляющей технологии выращивания сельскохозяйственных культур в теплицах является орошение. Орошение в защищенном грунте осуществляется различными способами. Широко применялся во многих странах способ выращивания растений на инертных минеральных субстратах (щебень, песок, керамзит и т.д.) с периодической подачей питательного раствора способом подтопления (субирригационная гидропонная культура). При этом растения выращиваются в герметичных лотках, стеллажах или поддонах, а раствор специальным насосом подается в группу стеллажей, а затем сливается снова в приемный бак. Сложность герметизации стеллажей и поддонов, необходимость устройства специальных баков боль-шой емкости (40 - 50 м на теплицу площадью 1000 м ) и дезинфекции субстрата не позволили этому методу найти широкое распространение (рис. 1.3).
Существует способ орошения «проточные водные культуры», при котором растения выращиваются в лотках, по дну которых постоянно циркулирует питательный раствор. Тонкий слой раствора хорошо насыщается кислородом, что является основным требованием при водной культуре (рис. 1.4). Этим способом в основном выращивают зеленные культуры. Питательный раствор дезинфицируется перед каждым повторным использованием. Вышеуказанная технология полива сложна по исполнению, энергоемка и дорогостояща. Используется в зимних остекленных теплицах с пролетом более 30 м.
Значительно шире используется способ малообъемной гидропонной культуры. Сущность его заключается в том, что растение выращивается в малом объеме (5 - 15 л) субстрата из минеральной ваты, верхового торфа или прессованных торфоплит с периодической подачей питательного раствора к каждому растению при помощи капельной системы (рис. 1.5). Этот способ полива применяется для выращивания товарной продукции овощей в зимних и весенних теплицах. Однако он не эффективен для выращивания рассады по технологическим и стоимостным показателям.
Обоснование технологического процесса полива рассады в кассе тах, качественных показателей дождя и параметров дождеобразующих устройств
Существуют центробежные насадки, состоящие из полого корпуса, внутри которого помещен винтовой завихритель (рис 1.21). Основным конструктивным элементом таких насадок является винтовая спираль, для которой важны угол закрутки и форма выходного отверстия. Они влияют на дальность полета капель и равномерность распределения слоя осадков по площади орошения.
Центробежные насадки более энергоемки, чем щелевые и дефлектор-ные. Кроме того, имея конусообразный факел разбрызгивания, при работе насадки факелом вверх, вода попадает на конструктивные элементы каркаса теплицы и оросительного трубопровода, образует капель; при работе факелом вниз травмируются растения.
Чаще других, в том числе и в теплицах, на дождевальных машинах и установках используются дефлекторные насадки. Конструкция их проста: насадка состоит из корпуса с проходным отверстием и дефлектора. Образование дождя осуществляется дроблением водяной струи на капли при ударе о неподвижное препятствие - дефлектор. В зависимости от формы дефлектора насадка может орошать площадь по контуру в виде полного круга шейка, 6 - тарелка, 7, 12 - вихревая камера, 8,11 - кольцевая щель, 10 -тарелочка, 13 - наконечник или сектора. На рисунке 1.22 представлены дефлекторные насадки, использующиеся на стационарных системах в теплицах. Расходно-напорные характеристики приведенных дождеобразующих устройств приведены на рисунке 1.23.
На существующих двухтрубных стационарных дождевальных системах для орошения в теплицах ФГУП ОПК «Непецино», построенных по типовым проектам, в качестве рабочих органов установлены серийные дождевальные насадки дефлекторно-стержневого типа (рис. 1.22 а) кругового действия с диаметром сопла 3,0 и 2,75 мм и дуговые насадки кругового действия с плоским дефлектором (рис. 1.22 б). При расчетном давлении в начале оросительного трубопровода 0,22 - 0,24 МПа обеспечивается образование мелкодисперсного дождя со средним диаметром капли 0,38 - 0,41 мм. Дефлекторно-стержневые насадки расположены на оросителях двухтрубной дождевальной системы по схеме «прямоугольника» с шагом 1,6 м. Конструктивными недостатками дождеобразующих устройств дефлекторно-стержневого типа, выявленными в процессе эксплуатации, являются изгиб и отклонение стержневого дефлектора от центра, выпадение и поломка стержня, засорение рабочего кольца выходного отверстия (диаметр кольца 1,0 - 0,5 мм). Эти недостатки приводят к несимметричному поливу, снижают равномерность слоя дождя и качество полива. Радиус захвата дождем не обеспечивает эффективного полива при двухтрубной оросительной системе.
Дуговые насадки с плоским дефлектором конструктивно проще де-флекторно-стержневых. Серийно выпускаются насадки имеющие диаметр сопла 1,65; 2,15; 2,35 мм. При рабочем давлении от 0,05 до 0,24 МПа обеспечивается образование мелкокапельного дождя со средним диаметром капли 0,35 - 0,48 мм. Дуговые насадки, в отличие от дефлекторно-стержневых, меньше засоряются в процессе эксплуатации, имеют меньший расход при равных рабочих давлениях, создают дождь с большей равномерностью распределения и меньшей интенсивностью. Однако дуговые насадки, также как и предыдущие, имеют небольшой радиус захвата поливаемой площади дождем. Рекомендуемая схема расположения насадок на двухтрубной дождевальной системе по «треугольнику» с шагом 1,5 - 1,6 м.
Выбор и характеристика объектов орошения защищенного грунта для проведения исследований
При отработке технологии полива дождевальными системами в теплицах на производственных испытаниях оценка показателей их работы осуществляется по следующим параметрам. 2.4.1. Секундный расход дождевальной насадки, (л/с) q=1000coW2gH , где со - площадь поперечного сечения сопла насадки, м2 ; ц. - коэффициент расхода, (ц=0,9); g - ускорение свободного падения, м/с ; Н - рабочий напор воды перед насадкой, м. 2.4.2. Общий расход оросительного трубопровода Q0, л/с, Q0= q-n, где п количество дождевальных насадок на оросителе. 2.4.3. Средняя интенсивность дождя рСР, мм/мин, pCP=60Q/F, где F орошаемая площадь, м2; 2.4.4. Требуемый расход для производства одного полива Qn=m-F, где m поливная норма, л/м ; 2.4.5 Продолжительность полива, t, с (мин), t = Qn/Q0 Полученные в результате расчетов данные позволят установить необходимую продолжительность полива для той или иной рассады, выращиваемой в кассетах. Указанный режим полива обеспечивается в течение всего периода выращивания рассады. Коэффициент надежности технологического процесса (Кн рассчитывается по формуле Кн=Т/Т+Тто, где Тто - общее время устранения технологических отказов, Т - время основной работы. Оценка использования орошаемой площади (КЗИ) в модуле теплицы определяется зависимостью K3n=Fop/F06, где Fop - орошаемая площадь, м2, F06 - общая площадь модуля. По результатам теоретических исследований дождевальной системы при поливе рассады, выращиваемой кассетным способом в защищенном грунте можно сделать следующие выводы: 1. Выявлено, что для обеспечения экологически безопасной технологии орошения рассады, выращиваемой кассетным способом в теплицах, диаметр капель дождя должен быть не более 0,4...0,6 мм при равномерности его распределения Кэф не менее 0,7. При этом диаметр сопел насадок рекомендуется выбирать в пределах 1,5...3,0 мм, а напор воды на входе 0,05 - 0,2 МПа. 2. С использованием уточненных теоретических зависимостей установлено, что по своим гидродинамическим характеристикам однотрубная дождевальная система с насадками секторного действия обеспечивает при сохранении качественных показателей полива требуемые режимы полива и эксплуатации. При этом однотрубная конструкция системы в сравнении с ее двухтрубной модификацией обуславливает снижение давления на входе в ороситель до 0,15 МП& или на 25%, металлоёмкости на 145 кг или на 44% и увеличивает коэффициент земельного использования на 11 %. 3. Посредством математического моделирования на основе разработанного алгоритма подтверждено, исходя из требуемого качества полива по интенсивности дождя (р до 0,5 мм/мин), равномерности его распределения (КЭф 0,7), радиусу полива (R не менее 3,5 м), что наиболее эффективной для однотрубной дождевальной системы при поливе кассет, является дефлекторная насадка секторного действия. 4. Для дефлекторной насадки секторного действия выявлено, что увеличение угла распыла с 160 до 180 (изменение сферической формы дефлектора на цилиндрическую) обеспечивает при сохранении радиального радиуса полива увеличение ширины захвата с 4,4 м до 6,6 м и соответственно распределение дождя по площади контакта на 43 % при снижении его средней интенсивности с 0,19 до 0,15 мм/мин или на 17,0 %,с обеспечением диаметра капель дождя в пределах 0,4.. .0,6 мм. 5. Для снижения материалоемкости дождевальной системы (за счет применение наименьшего количества насадок) с обеспечением требуемого качества полива рекомендуется устанавливать на оросителях системы насадки с цилиндрической формой дефлектора для полива правой и левой сторон модуля теплицы в среднем через 3,0 м. Для отмеченных условий рекомендуется использовать и серийные дождевальные насадки со сферической формой дефлектора, угол распыла которых предполагает более частую расстановку насадок, в среднем через 2,0 м, и соответственно большую их потребность, для одного оросителя 50 штук против 40 при расстановке через 3,0 м. При этом учащенная схема расстановки насадок обеспечивает снижение энергоемкости поливана 10-15%. 6. Установлено, что производительная и надежная работа дождевальной системы в защищенном грунте может быть обеспечена за счет рационального использования оросительной воды, снижения времени устранения технологических отказов и увеличения полезно используемой площади орошения. 3. Программа и методика исследований работы однотрубной дождевальной системы для защищенного грунта. В качестве объекта исследований выбрана дождевальная система в весенней пленочной теплице по выращиванию рассады овощных культур для открытого грунта кассетным способом отделения "Маяк" производственно-научного объединения "Пойма" Луховицкого района Московской области. Выращивание рассады капусты кассетным способом осуществляется в шести смежных модулях теплицы арочной конструкции. Длина модуля составляет 56 м, ширина - 7,5 м. Каркас с шагом перекрытия З м и с горизонтальными ригелями (затяжками) через 6.0 м, арки опираются на стойки из труб высотой 2,6 м.
В выбранном для проведения исследований модуле ранее была установлена дождевальная система, включающая в себя два стальных оросительных трубопровода диаметром 40 мм каждый, подключенных к магистральному трубопроводу, дождеобразующими устройствами типа РВО-8 кругового действия с диаметром сопла 4 мм. Расстояние между оросительными трубопроводами 4,0 - 4,2 м (рис. 1.15,1.16).
Исследование показателей качества полива дождевальными насадками системы в лабораторных условиях
Разработанная дождевальная система внедрена в 24 модулях пленочной обогреваемой теплицы, на площади 1 га в отделении «Маяк» ПНО «Пойма» Луховицкого района и в двух модулях на площади 0,08 га СЗАО «Сергиевское» Коломенского района Московской области (приложение). В указанных модулях теплицы выращивалась рассада капусты кассетным способом.
Внедрение усовершенствованной стационарной дождевальной системы на базе одного оросительного трубопровода для полива рассады капусты, выращиваемой кассетным способом в теплице, обеспечивает достижение следующих технико-экономических эффектов в хозяйстве: - обеспечивается экологическая безопасность полива рассады в кассетах мелкокапельным дождем с низкой энергией механического воздействия на растения и почвенную смесь в кассетах (исключается разрушительное воздействие капель искусственного дождя, приводящее ранее к разрушению почвенной смеси и ее вымыванию вместе с семенами и всходами из ячеек кассет; - обеспечивается высокое качество полива с улучшением равномерности распределения слоя дождя по орошаемой площади и повышением коэффициента эффективного полива Кэф 0,70 по сравнению с Кэф = 0,4... 0,5 на действующей дождевальной системе, что обеспечивает попадание влаги к каждому растению в отдельную ячейку кассеты при небольшом размере ячейки 3x3 см и невозможности перераспределения влаги от растения к растению в них; исключается уплотнение почвенной смеси в ячейках, образование почвенной корки после полива; при использовании стальных оцинкованных труб для оросительных трубопроводов и установки фильтрующих узлов, обеспечивается высокое качество оросительной воды с максимальным снижением механических примесей в ней, в том числе ферромагнитных частиц от коррозии оросительных трубопроводов; при постоянном контроле рабочего давления на входе в оросительный трубопровод обеспечивается высокое качество полива и эксплуатационная надежность технологического режима; дождевальная система на базе одного оросительного трубопровода в два раза снижает материалоемкость в каждом модуле по сравнению с используемой в хозяйстве ранее двухтрубной дождевальной системой и в 4 раза по сравнению с рекомендуемыми четырехтрубными системами в типовых проектах теплиц; использование жестких стальных труб обеспечивают высокую эксплуатационно-технологическую надежность без зарастания водорослями и забивания взвешенными примесями в процессе эксплуатации, технического обслуживания и межсезонного хранения на открытом воздухе; повышается товарный выход рассады капусты в 2- 2,5 раза по сравнению с ранее используемой двухтрубной дождевальной системой полива рассады в кассетах при помощи дождеобразующих устройств типа РВО-8; усовершенствованная оросительная система может быть использована не только в весенних теплицах при выращивании рассады овощных культур, но и при выращивании товарной овощной продукции в зимних теплицах круглый год.
В условиях рыночной экономики основным показателем эффективности инвестиций является прибыль. Инвестору важно знать какова ее величина и за какой срок окупятся капитальные вложения. Такая точка зрения нашла отражение во многих работах, связанных с определением эффективности инвестиций. Согласно «Методике определения эффективности технологий и сельскохозяйственной техники», утвержденной Министерством сельского хозяйства и продовольствия Российской Федерации в пункте 3.5 основным показателем экономической эффективности технологий и сельскохозяйственной техники является прибыль.
При экономической оценке определяют общую (абсолютную) и сравнительную эффективность. Общая эффективность показывает целесообразность применения новых технологий, машин и оборудования, а сравнительная позволяет определить какие из наиболее эффективных вариантов новых технических средств и технологий по сравнению с базисным вариантом следует принять.
Экономическая эффективность применения экологичной системы дождевания в закрытом грунте при выращивании рассады овощных культур кассетным способом определена по «Методике определения эффективности технологий и сельскохозяйственной техники» [201], в соответствии с которой общая (абсолютная) эффективность рассчитывается в тех случаях, когда в хозяйстве (регионе) отсутствует техника или технология, принятая за базу для сравнения. Поскольку предлагаемая дождевальная система заменяет существущую, то согласно "Методике" [201] следует ограничиться сравнительной экономической эффективностью.
