Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Состояние разработок технологий, конструкций систем и технических средств капельного орошения 10
1.1 Водосберегающие технологии орошения 10
1.2 Системы капельного орошения 14
1.2.1 Преимущества и недостатки капельного орошения 14
1.2.2 Водозаборные сооружения. Оросительная сеть 17
1.2.3 Качество оросительной воды. В одоподготовка 22
1.2.4 Существующие системы капельного орошения 28
1.2.5 Автоматизация систем капельного орошения 36
1.3 Режим капельного орошения и водопотребление многолетних насаждений 38
Глава 2. Задачи, условия, методика исследований 44
2.1 Место проведения исследований 44
2.2 Характеристика климата и погодных условий 46
2.3 Почвенная характеристика опытного участка 55
2.4 Характеристика воды, подаваемой на орошение 59
2.5 Схема и методика проведения исследований 60
2.6 Агротехника выращивания саженцев яблони 64
Глава 3. Система капельного орошения саженцев яблони 68
3.1 Характеристика системы капельного орошения на опытном участке 68
3.2 Расчет элементов техники полива 74
3.3 Эксплуатационно-технологические показатели системы капельного орошения 78
3.4 Разработка водовыпусков для систем капельного орошения 80
Глава 4. Особенности режима орошения и водопотребление саженцев яблони на капельном орошении 87
4.1 Динамика влажности почвы по вариантам опыта 87
4.2 Особенности поливного режима саженцев яблони 102
4.3 Динамика суммарного водопотребления саженцев яблони и факторы, его определяющие 108
4.4 Динамика среднесуточного водопотребления саженцев яблони 115
4.5 Динамика коэффициентов водопотребления саженцев яблони 118
4.6 Динамика биоклиматических коэффициентов испарения влаги саженцами яблони на капельном орошении 121
Глава 5. Физиологическая деятельность саженцев яблони 126
5.1 Фотосинтетическая деятельность саженцев яблони 126
5.2 Рост, развитие и выход саженцев яблони в зависимости от пред-поливной влажности активного слоя почвы 140
5.3 Влияние различной предполивной влажности активного слоя почвы на развитие корневой системы саженцев яблони 147
Глава 6. Технико-экономические показатели капельного орошения саженцев яблони 15 6
6.1 Технология капельного орошения саженцев плодовых культур 156
6.2 Технико-экономическое обоснование технологии капельного орошения саженцев яблони 160
Выводы 165
Предложения производству 167
Литература 168
Приложения 189
- Преимущества и недостатки капельного орошения
- Характеристика воды, подаваемой на орошение
- Эксплуатационно-технологические показатели системы капельного орошения
- Динамика суммарного водопотребления саженцев яблони и факторы, его определяющие
Введение к работе
Актуальность темы. Резкое сокращение бюджетного финансирования капиталовложений в закладку многолетних насаждений, рост диспаритета цен на сельскохозяйственную и промышленную продукции, инфляционные процессы в экономике вызвали существенное снижение уровня интенсивности производства плодово-ягодной продукции в Российской Федерации. Как следствие этого, площади закладки интенсивных садов уменьшились на 73 %. Критическое финансовое состояние заставило некоторые садоводческие хозяйства полностью отказаться от применения минеральных удобрений в садах, а также от своевременной сортосмены многолетних насаждений. Наметилась тенденция к снижению экономической эффективности производства плодов: уже в 1995 г. по сравнению с показателями 1993 года в хозяйствах урожайность плодов упала на 47 %, трудоемкость производства повысилась на 37 %, уровень рентабельности уменьшился на 61 % [3,27,51,70,71].
На нынешнем этапе своего развития садоводство России не удовлетворяет потребностям населения в плодово-ягодной продукции. Отечественное производство обеспечивает россиян лишь 20-25 % минимально необходимого количества фруктов, или 15-20 кг в год на одного человека, в то время как в передовых странах мира этот показатель доходит до 150-200 кг в год на человека [28, 51].
Необеспеченность внутреннего рынка качественной плодово-ягодной продукцией дает возможность почти беспрепятственно заполнить его импортной, что чрезвычайно неблагоприятно отражается на экономике отрасли и на возможности ее стабилизации и успешного развития в будущем. Например, в настоящее время в Российскую Федерацию импортируется до 1,5 млн. тонн фруктов ежегодно, из которых почти '/з приходится на яблоки, являющиеся основой отечественной садоводческой продукции [28].
В сложившихся условиях площади под садами, а также объем производства плодов увеличиваются лишь в секторе любительского садоводства. Возникла новая форма организации садоводческого производства - фермерские хозяйства, еще не получившие широкого распространения в отрасли, занимая немногим бо- лее 3 тыс. га (0,3 % общей площади многолетних насаждений). Основными причинами, сдерживающими рост количества фермерских хозяйств, становятся трудоемкость производства, большая капиталоемкость и длительный срок окупаемости капиталовложений.
Сейчас получают дальнейшее развитие приусадебная и коллективная формы садоводства, что объясняется отсутствием необходимости в проведении коренных преобразований, связанных с дополнительными вложениями материальных и финансовых средств.
Фермерское садоводство вместе с приусадебным и коллективным должно способствовать самообеспечению российских регионов плодами и ягодами и преодолению государственного монополизма в области производства садоводческой продукции [3].
Опыт большинства зарубежных государств свидетельствует о необходимости внедрения в производство высококачественных подвоев и саженцев. Организационно-технологической основой высоких темпов развития садоводства является применение насаждений интенсивного типа, характеризующихся плотным размещением деревьев на слаборослых подвоях. Наиболее перспективна закладка интенсивных садов на слаборослых вегетативно размножаемых - клоновых -подвоях, для которых используются сорта, отличающиеся высокой продуктивностью, устойчивостью к неблагоприятным условиям и максимально отвечающие рыночным требованиям [28, 71, 105].
Переход к закладкам садов интенсивного типа с высокой плотностью размещения растений возможен только при увеличении объема производства саженцев и улучшении их качества, что делает первостепенным тщательное соблюдение агротехники и режима увлажнения [70, 71, 72, 100].
В настоящее время в Нижнем Поволжье назрела необходимость в разработке технологии капельного орошения саженцев яблони на карликовых подвоях в соответствующих почвенно-климатических условиях.
Актуальность исследований подтверждается выполнением их в соответствии с НТП РАСХН «Мелиорация и водное хозяйство» (1996-2000 гг.) и «Земледелие, мелиорация и лесное хозяйство» (2001-2005 гг.).
Цель исследований — разработка технологии капельного орошения саженцев яблони применительно к условиям Нижнего Поволжья, обоснование режима орошения, направленного на экономное расходование водных, энергетических и материальных ресурсов.
Для достижения поставленной цели программой исследований предусматривается решение следующих основных задач: разработка основных параметров режима капельного орошения, направленного на получение 50-55 тыс. стандартных саженцев яблони с 1 га; определение динамики суммарного и среднесуточного водопотребления саженцев яблони при капельном орошении в годы различной обеспеченности осадками; оценка влияния капельного орошения на основные физиологические показатели саженцев яблони в зависимости от режима орошения; определение технико-экономических показателей капельного орошения саженцев плодовых культур в условиях Нижнего Поволжья. Научная новизна работы состоит в следующем: разработана и экспериментально подтверждена технология капельного орошения питомника многолетних насаждений, направленная на получение 50-55 тыс. стандартных саженцев с 1 га в условиях Нижнего Поволжья; установлено влияние капельного орошения на основные физиологические показатели саженцев яблони в зависимости от различных уровней водообеспе-ченности; разработаны новые технические средства капельного орошения, отличающиеся высокой эксплуатационной надежностью и пониженными требованиями к очистке оросительной воды.
Основные положения, выносимые на защиту: - технология капельного орошения посадочного материала яблони в условиях Нижнего Поволжья, направленная на рациональное использование водных, энергетических и материальных ресурсов; закономерности водопотребления саженцев яблони в годы различного водо-обеспечения и напряженности метеорологических факторов;
7 - закономерности роста и развития саженцев яблони при капельном орошении во влажный, средний и сухой годы; - технико-экономические показатели капельного орошения саженцев плодовых культур в условиях Нижнего Поволжья.
Практическая значимость работы заключается в разработке и реализации на практике технологии капельного орошения саженцев, направленной на получение посадочного материала яблони при снижении водных, энергетических и материальных затрат на производство. Рекомендованный к внедрению режим капельного орошения позволит не только получить значительный доход от реализации произведенной продукции в размере 511,100 тыс. рублей, но и сократить срок окупаемости вложенных капитальных средств до 1 года при индексе доходности затрат 2,17.
Реализация результатов исследований. Разработанная технология капельного полива внедрена на участке площадью 1 га в сельскохозяйственном производственном кооперативе «Дубовский» Дубовского района Волгоградской области.
Рекомендации по внедрению разработанного режима капельного орошения посадочного материала яблони рассмотрены и одобрены научно-техническим советом Управления мелиорации и водохозяйственного строительства Комитета по сельскому хозяйству и продовольствию Администрации Волгоградской области и предложены к внедрению в хозяйствах области независимо от форм собственности.
Апробация результатов работы состояла в докладах на научных конференциях молодых ученых и специалистов Волгоградской ГСХА (октябрь 2001 г., февраль 2002 г.), на международной научно-практической конференции «Экологические аспекты интенсификации сельскохозяйственного производства» (Пензенская ГСХА, 12-14 марта 2002 г.), на межрегиональной юбилейной научно-практической конференции, посвященной 70-летию образования Дагестанской ГСХА «ВУЗ и АПК: Задачи, проблемы и пути решения» (Дагестанская ГСХА, Махачкала, 2002 г.), на научной конференции РосНИИ проблем мелиорации (Новочеркасск, апрель 2003 г.).
Публикации. По материалам проведенных исследований опубликованы 7 статей:
I... Бородычев В.В., Рожнов СИ. Капельное орошение питомника плодовых культур. // ВУЗ и АПК: Задачи, проблемы и пути решения. / Сб. н. тр. Дагестанской ГСХА. -Махачкала, 2002, с. 361-363.
Дементьев А.В., Рожнов СИ. Оценка капельного орошения овощных и плодовых культур. // Экологические аспекты интенсификации сельскохозяйственного производства, том II. / Сб. н. тр. Пензенской ГСХА. - Пенза, 2002, с. 90-91.
Бородычев В.В., Бальбеков Р.А., Дементьев А.В., Рожнов СИ. Состояние и перспективы развития экологически безопасной технологии капельного орошения. // Влияние природных и антропогенных факторов на социоэкосистемы. / Сб. н. тр. Рязанского Государственного Медицинского Института им. ак. И.П. Павлова, вып. 2. —Рязань, 2003, с. 255-259.
Рожнов СИ. Поливной режим и водопотребление саженцев плодовых культур на капельном орошении. // Видовое разнообразие и динамика развития природных и производственных комплексов Нижней Волги. Том I. Агроландшаф-ты, растениеводство, овощеводство, кормопроизводство, технические культуры. / Сост. А.А. Жилкин, В.П. Зволинский, Н.А. Черных. - М.: Изд-во "Современные тетради", 2003, с. 119-137.
Рожнов СИ. Экспериментальная система капельного орошения саженцев многолетних культур. // Депонированная рукопись. - М.: ФГНУ «Мелиоводин-форм», 2003.
Рожнов СИ. Режим капельного орошения и водопотребление саженцев яблони. // Депонированная рукопись. - М.: ФГНУ «Мелиоводинформ», 2003.
Рожнов СИ. Система капельного орошения однолетних саженцев яблони. -ПНИИАЗ, 2004 (в печати).
Научная новизна диссертационной работы защищена 3 патентами РФ на изобретения:
Капельница. Патент РФ № 2215404 от 10.11.2003 г.
Капельница. Патент РФ № 2223634 от 20.02.2004 г.
Капельница. Патент РФ № 2223635 от 20.02.2004 г.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 167 страницах основного текста, содержит 40 рисунков, 32 таблицы, 16 приложений, состоит из введения, 6 глав, выводов и предложений производству. Список литературы включает 265 наименований, из которых 72 иностранных источника.
Преимущества и недостатки капельного орошения
Строительство систем капельного орошения (СКО) требует сравнительно высоких капиталовложений, поэтому в настоящее время рекомендуется применять этот способ для высокорентабельных культур в условиях, когда применение прочих способов орошения затруднено объективными причинами (значительные уклоны местности, дефицит водных ресурсов). Использование такого способа полива должно быть подтверждено технико-экономическими расчетами, проводить которые необходимо в соответствии с «Инструкцией (методикой) по определению экономической эффективности капитальных вложений в орошение и осушение земель и обводнение пастбищ» [62].
Система капельного орошения — это целый комплекс различных технологических звеньев, взаимосвязанных между собой системой трубопроводной сети, последним звеном которой является капельница. Из нее вода порциями в виде капель или струй подается на поверхность почвы к штамбу растения, откуда она просачивается в его активный корнеобитаемый слой. В этом и заключается оригинальность данного вида орошения и отличие от других способов полива [34]. Основным достоинством капельного орошения является экономное расходование оросительной воды на единицу полученной прибавки урожая от полива. Возможность малого расхода воды заложена в самом принципе капельного полива: в локальной подаче воды в очень малых дозах в соответствии с потребностью растений в ней. Расход воды в капельницах может варьировать от 0,5 до 15 л/ч [59, 150, 179,216].
Экономия поливной воды достигается также исключением ее непроизводительных затрат и потерь, поскольку локальный характер увлажнения ограниченного объема почвы исключает расходование воды на смачивание поверхности междурядий [59]. Установлено, что в молодом саду увлажняемая площадь может быть уменьшена до 10 % поверхности почвы, в то время как в плодоносящем саду она не превышает 30-35 % [1, 245, 248],
При капельном орошении практически не наблюдается потерь воды на сток и сброс, которые при поверхностном поливе могут достигать 30-40 % оросительной нормы. Отсутствие поверхностного стока исключает появление ирригационной эрозии почвы, наносящей урон ее плодородию при поверхностном поливе и дождевании-Очень ограничены потери воды на фильтрацию ниже корнеобитае-мого слоя и на испарение. При капельном поливе не происходит сноса воды ветром, что наблюдается при дождевании и составляет от 10 до 20 % оросительной нормы [161, 164,220]. По данным обследований СКО, действующих в США, Израиле, Австралии и других государствах, снижение затрат воды составляет от 30 до 50 % [256]. Экономное расходование оросительной. воды обеспечивает высокую эффективность систем: КПД- 0,8...0,95 по сравнению с 0,5...0,6 и 0,7...0,8 при использовании поверхностных и дождевальных систем соответственно.
При капельном орошении величина оросительной нормы для одних и тех же культур оказывается меньше (причем значительно), чем при других способах полива. Это означает, что источниками орошения могут служить водоемы и водотоки с малым дебитом: естественные и искусственные водотоки, озера, пруды, грунтовые воды. Для СКО рентабельным может стать опреснение вод морей и океанов, что уже опробовано в сельском хозяйстве стран ОАЭ [34].
Медленная подача воды в зону корнеобитания способствует формированию оптимального водно-воздушного режима, поддержанию его на относительно постоянном уровне без периодической смены циклов переувлажнения и высыхания почвы от полива до полива. Все это положительно влияет на рост и развитие растений, позволяя получать при значительной экономии воды большие урожаи, чем при дождевании или поверхностном поливе. При этом наблюдается улучшение качества продукции, более ранние сроки созревания урожая, благоприятные условия уборки благодаря сухим междурядьям [121, 133, 220].
Еще одним важным преимуществом СКО является создание относительного экологического равновесия участка, которое выражается в восполнении питательных веществ почвы, выносимых из нее с урожаем, путем внесения минеральных удобрений, растворенных в оросительной воде [34]. Локальный полив, подающий воду в затененную часть почвы, обеспечивает угнетение сорной растительности и облегчает борьбу с ней. Уменьшение доли увлажняемой площади сохраняет в почве больший запас влаги, поскольку снижает испарение с почвенной поверхности. Это же предохраняет почву от вторичного засоления пахотного горизонта при высоком залегании грунтовых вод.
Применение капельного орошения полностью исключает ирригационную1 эрозию, что делает возможным использование его на землях с пересеченным рельефом, даже на крутых склонах (до 50...60), где не приемлемы другие способы полива. Возможно использовать СКО на участках неправильной конфигурации [7, 80, 109]. Одним из главенствующих преимуществ капельных систем становится их низкая энергоемкость, поскольку они работают при малом давлении - от 1,5 до 20 м, - и их строительство не требует металлических высоконапорных труб. Энергозатраты на подачу воды не превышают 10 % энергозатрат на дождевание и 50 % на поверхностный полив [217]. При капельном поливе широко распространено внесение питательных веществ с поливной водой, что дает до 50 % экономии удобрений по сравнению с внесением вразброс и значительно снижает затраты энергии и средств на их применение [201, 235].
Характеристика воды, подаваемой на орошение
На территории СПК «Дубовский» пробурена водозаборная скважина, вода которой используется на орошение опытного участка. Вода вскрытого напорного горизонта отличается минерализацией на уровне 0,944 г/л. Минерализация и ионный состав оросительной воды показаны в таблице 2.12. Анализ данных таблицы 2.12 свидетельствует, что оросительная вода по минерализации и концентрации ионов относится ко II классу, т.е. не оказывает неблагоприятного влияния на качество сельскохозяйственной продукции, на поверхностные и подземные воды. По содержанию нитратов (N-NO3) поливная вода оценена как вода среднего качества, поскольку их количество соответствует допустимому - 5.. .30 мг/л. Для указанных тяжелых металлов предельно-допустимые концентрации (ПДК) составляют, мг/л [90]: ПДК цинка Zn - 1,00; ПДК свинца РЬ - 0,03; ПДК кадмия Cd - 0,01; ПДК марганца Мп - 0,20; ПДК железа Fe - 5,00. На основании представленных данных сделан вывод, что используемая для орошения вода не токсична и не опасна для выращиваемых растений., Засушливые климатические условия Нижнего Поволжья делают основным лимитирующим фактором, определяющим рост и развитие многолетних насаждений, фактор увлажненности почвы, поскольку степень доступности питательных веществ растениям напрямую зависит от уровня водообеспеченности. В условиях орошения взаимное влияние водного и питательного режимов почвы в сочетании с правильно подобранными сортами многолетних насаждений, хорошо адаптированными к местным условиям, обеспечивают получение качественного посадочного материала. Решение указанной задачи становится возможным при проведении исследований по схеме однофакторного полевого опыта, при котором исследуется водный режим почвы. В опыте соблюдена трехкратная повторность, что связано с необходимостью исключить влияние почвенных разностей. Площадь каждой опытной делянки равна 2500 м2.
При размещении делянок предусматривается вы- деление защитных рядов саженцев: по одному - со стороны соседних вариантов, по три — по краям участка. Расположение делянок систематическое. Для проведения фенологических наблюдений на каждой делянке выделено по 100 учетных растений. Схема опытов состоит из трех вариантов режима орошения саженцев: - поддержание предполивного порога влажности почвы в активном слое мощностью 0,6 м на уровне 60-65 % НВ; - поддержание предполивного порога влажности почвы в активном слое мощностью 0,6 м на уровне 70-75 % НВ; поддержание предполивного порога влажности почвы в активном слое мощностью 0,6 м на уровне 80-85 % НВ. Указанные уровни предполивного порога влажности почвы приняты на основании экспериментальных исследований, проведенных как отечественными, так и зарубежными специалистами, доказавшими возможность получения максимальных урожаев сельскохозяйственных культур при периодических поливах малыми нормами [14, 15, 28, 30, 34, 43, 53, 60, 74, 79, 81, 82, 84, 85, 86, 87, 91, 93, 107, 108, ПО, 116, 119, 121, 127, 129, 135, 136, 138, 139, 142, 146, 148, 151, 155, 160, 168, 170, 171, 190, 191, 199,202, 215, 217, 229, 232, 243, 245, 246]. При капельном орошении плодовых насаждений наиболее целесообразно увлажнять тот объем почвенной толщи, который находится в пределах проекции кроны.
Согласно требованиям интенсификации садоводства при возделывании садов на слаборослых подвоях полив должен обеспечить промачивание почвы до глубины 0,6 м, что связано с расположением большей части корней. На всех вариантах опыта удобрения вносились перед высадкой саженцев дозой 30 т навоза и по 60 кг д.в./га фосфорно-калийных удобрений, а также в течение вегетации проводились подкормки аммиачной селитрой дозой 60 кг д.в./га. Дозы внесения удобрений приняты с учетом рекомендаций, приведенных в источниках [5, 57, 58, 60, 81, 82, 86, 87, 142, 146, 147, 151, 156, 157, 158, 159, 160, 165, 166]. Изучение водного режима почвы и характера изменения ростовых процессов в питомнике при капельном орошении проводятся на саженцах яблони сорта Ренет окрашенный (Дубовской селекции), выращиваемых на клоновых подвоях 62-396. При закладке опытов и проведении полевых наблюдений нами учтены основные положения «Методики полевого опыта» Б.А. Доспехова (1973) [48J, «Полевого опыта» под ред. П.Г. Найди на (1968) [123], «Методики полевого опыта в условиях орошения» В.Н. Плешакова (1983) [120], «Методики постановки опытов с плодовыми, ягодными и цветочно-декоративными растениями» под ред. В.А. Комиссарова (1982) [93]. Водопроницаемость и наименьшая влагоемкость почвы на опытном участке определены по методу заливки площадок. Прочие водно-физические и агрохимические свойства почвы, геоморфологическое описание заложенного шурфа с указанием материнских пород и горизонтов, а также химический анализ воды, подаваемой на орошение, выполнены с учетом рекомендаций [4, 5, 12,13, 16, 29, 44,45, 48, 90, 113, 115]. Влажность почвы определяется с применением термостатно-весового метода на протяжении всего оросительного периода. Контроль за влажностью почвы проводится по двум створам, удаленным на 0,2 м вправо и влево от увлажнителя. На каждом из вариантов режима орошения располагаются по три динамические площадки наблюдения за влажностью почвы. Расположение площадок следующее: по диагонали делянки, обслуживаемой одной гребенкой, - в начале, середине и конце увлажнителей. Отбор образцов почвы проводится из каждого слоя мощностью 0,1 м на глубину активного слоя 0,6 м. Влажность почвы устанавливается перед поливом, а также через 1-2 дня после полива или дождя.
Эксплуатационно-технологические показатели системы капельного орошения
Оценка эксплуатационно-технологических показателей системы капельного орошения на площади I га выполнена при поливе питомника саженцев яблони в 2000-2002 гг. Основные эксплуатационно-технологические показатели системы капельного орошения сведены в таблицу 3.1. За время эксплуатации в 2000-2002 гг. не отмечено ни одной поломки или отказа системы, связанных с засорением капельниц или поливных трубопроводов. Общая наработка системы за 3 года - 260 часов. Производительность СКО за 1 ч основного времени работы при средней поливной норме 150 м3/га - 0,2 га. Снижение коэффициента использования эксплуатационного времени до 0,97.-.0,98 объясняется необходимостью проведения планового обслуживания системы, наладок, регулировок. Анализ изменения почвенной влажности после проведенного полива позволяет установить, что система капельного орошения обеспечивает 10... 12-ти процентную неравномерность увлажнения почвенного объема по длине капельной линии. Система показывает высокий коэффициент эффективности полива — 0,88.. .0,90. Забор воды в систему обеспечивается насосным агрегатом, состоящим из скважинного погружного секционного насоса марки 2ЭЦВ10-63-110 и типового электродвигателя 6ПЭДВ32-219 мощностью 32 кВт. При фактических показателях насоса: подача - 63 м /ч, напор — 110 м, КПД — 0,69 - мощность, необходимая для его привода, составляет 25 кВт, что соответствует 78 % номинальной мощности электродвигателя.
Следовательно, запас мощности двигателя достаточен для преодоления возможных перегрузок. За время эксплуатации система капельного орошения «Мацерплац-Идит» доказывает свою высокую надежность, экономичность и эффективность. Учитывая те обстоятельства, что водовыпускные устройства, применяемые в современных системах капельного орошения, не отличаются высокой эксплуатационной надежностью и простотой конструкции, нами принято решение выполнить патентную проработку с целью разработки новых капельниц. Результатами проведенного патентного поиска становится разработка капельных водовыпусков для применения в системах капельного полива. Капельница (Патент РФ № 2215404 от 10.11.2003 г.) предназначена для повышения качества полива наряду с повышением эксплуатационной надежности при упрощении ее конструкции. Разработанное нами устройство представляет собой усовершенствование капельного водовыпуска, принятого нами в качестве ближайшего аналога: SU, авторское свидетельство № 1618345, А1, М. кп.5 A01G25/02. Капельница / Г.Г. Галифанов, В.В. Вавилов. — № 4601803/15. Заявлено 02.11.1988; опубликовано 07.01.1991, Бюл. № 1 //Открытия. Изобретения. - 1991. Указанная капельница отличается низкой эксплуатационной надежностью, что связано с наличием перерывов в подаче воды и нарушением строгой вертикальности в ориентации основных элементов. Сконструированная нами капельница (рис. 3.2) позволяет избавиться от упомянутых недостатков и отличается простотой конструкции. Капельница содержит корпус 1 с входным и выходным патрубками 2, 3 и установленный в нем поплавок 4 в форме шара. Капельница снабжена дополнительным поплавком 5 в виде полого шара. Материал поплавка 5 - техническая резина с заданными параметрами.
Основной поплавок 4 и дополнительный поплавок 5 размещены в полости 6 корпуса 1. Поверхность полости 6 выполнена в виде сжатого трехосного эллипсоида вращения (блин). Длинная ось 1-І эллипсоида вращения совмещена с геометрическими осями отверстий входного и выходного патрубков 2 и 3. Полость 6 корпуса 1 дополнительно гидравлически соединена с входным патрубком 2 и выходным патрубком 3 посредством обводных каналов 7 и 8 и запорных полостей 9 и 10. Запорные полости 9 и 10 в полости 6 корпуса 1 выполнены в зеркальном отражении на оси ІЇ-ІІ и ориентированы вогнутыми поверхностями в сторону основного поплавка 4 в форме шара. Поплавок 4 размещен в отверстии дополнительного поплавка 5 в виде полого шара. Все детали капельницы обладают совершенством форм и технологичностью изготовления из имеющегося арсенала пластмасс. Этому способствует и то, что корпус 1 выполнен разъемным. Полость сопряжения Ш-Ш частей корпуса 1 ориентирована к длинной оси 1-І полости 6 (внутренней поверхности) под углом 30.. .60. Замковое соединение 11 исключает течь воды из корпуса 1. Нами рассмотрены несколько вариантов работы устройства в зависимости от возможного положения в пространстве: 1. Ось 1-І размещена в горизонтальной плоскости. 2. Ось II-II ориентирована в горизонтальной плоскости. 3. Плоскость разъема Ш-Ш находится в вертикальной плоскости. В любом из указанных положений, даже в самом неблагоприятном третьем, капельный водовыпуск работал надежно и устойчиво, не допуская перерывов или нарушений в подаче воды. Для применения в системах капельного орошения нами разработано капельное водовыпускное устройство (Капельница, Патент РФ № 2223635 от 20.02.2004 г.), предназначенное для повышения качества полива при снижении требований к очистке оросительной воды. Ближайшим аналогом к разработанной можно считать капельницу: SU, авторское свидетельство № 1553036, А2, М. кл.5 A01G25/02. Капельница/ А.Т. Калеников, И.В. Драгомирецкий, А.Ф. Богомазов, А.П. Мальцев. - № 4291699/30-15. Заявлено 30.06.1987; опубликовано 30.03.1990, Бюл. № 12 // Открытия. Изобретения. - 1990. К числу недостатков данного аналога можно отнести сложность конструкции и невысокую эксплуатационную надежность в виде низкого качества полива. Конструкция нашего водовыпуска представлена на рис. 3.3 и 3.4. На рис. 3.3 показан продольный разрез капельницы в рабочем положении. На рис. 3.4 представлены поперечные разрезы секущими плоскостями А-А и Б-Б, причем сечение Б-Б показывает два варианта выполнения распределительных полостей — в виде отверстий (фиг. 3) и в виде кольца (фиг. 4).
Динамика суммарного водопотребления саженцев яблони и факторы, его определяющие
Достаточный уровень обеспеченности растений водой способствует интенсификации протекающих в клетках биохимических процессов: фотосинтеза, дыхания, обмена веществ, накопления органического вещества — и, как следствие, ведет к увеличению выхода стандартных саженцев. Именно поэтому установление закономерностей изменения суммарного водопотребления саженцев в онтогенезе для различных уровней их продуктивности становится одним из важнейших исходных показателей при разработке оптимальных поливных режимов. Полученные экспериментальным путем данные по динамике суммарного водопотребления саженцев плодовых культур на изучаемых вариантах водного режима почвы по годам исследований представлены в таблице 4.4. Анализ полученных результатов свидетельствует о том, что суммарное водопотребление саженцев в условиях капельного полива увеличивалось с улучшением их водообеспеченности.
В соответствии с погодными условиями и принятым режимом капельного орошения в годы исследований суммарное водопотребление изменяется от 1280 до 2330 м/га. Наибольшее количество влаги саженцы потребляют на варианте поддержания предполивного порога влажности почвы не ниже 80-85 % НВ. В этом случае суммарное водопотребление растениями в среднем за период наблюдений равно 1970 м3/га при колебаниях по отдельным годам от 1500 до 2330 м3/га. Ограничение уровня водообеспеченности растений за счет снижения предполивного порога до 70-75 % НВ и 60-65 % НВ приводит к уменьшению среднего за 3 года суммарного водопотребления до 1850 и 1710 м /га соответственно. Самый низкий уровень водопотребления среди рассматриваемых вариантов опыта отмечается при поддержании предполивного порога не ниже 60-65 % НВ, что в численном выражении соответствует среднему значению 1710м /га при колебаниях от 1280 до 2090 м3/га по годам наблюдений. Влияние погодных условий на общий расход влаги саженцами является очень существенным. Например, на варианте поддержания нижнего порога влажности 70-75% НВ наименьшее суммарное водопотребление, равное 1350 м3/га, отмечено в 2000 г., в то время как наибольшее — 2170 м /га — в 2002 г. Аналогичные закономерности наблюдаются и на остальных вариантах режима орошения саженцев. На основании статистического анализа установлена регрессивная зависимость суммарного водопотребления саженцев от водного режима почвы и погодных условий года наблюдений, выраженная полиномом второй степени и имеющая высокую степень надежности (рис, 4.10) водопотребление, м /га; Х- поддерживаемый предполивной порог влажности почвы, % НВ; К- метеорологические условия, ГТК. Высокий коэффициент детерминации между указанными показателями R =0,89 объясняет существенную изменчивость суммарного водопотребления под влиянием режима орошения и степени засушливости погодных условий.
