Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. Современное состояние вопроса использования животноводческих стоков на удобрительное орошение кормовых кулыур и обоснование выбранного направления работ
1.1. Основные направления использования животноводческих стоков в качестве органического удобрения 10
1.2. Технология подготовки» удобрительного полива животноводческими стоками 12
1.3. Обоснование выбранного направления работы 23
ГЛАВА 2. Место, условия и методика проведения экспериментальных исследомнии 25
2.1. Краткая характеристика систем подготовки, транспортирования и внесения животноводческих стоков в исследуемых хозяйствах 25
2.2. Почвенно-климатические условия района проведения работ 30
2.3. Схемы опытов и методика проведения исследований 36
ГЛАВА 3. Технология внесения неподготовленного жидкого навоза способом полива при вспашке 45
3.1. Изменение физико-химического состава жидкого навоза в процессе подготовки, хранения и транспортирования от мест размещения скота до орошаемого участка 45
3.1.1. Изучение процесса гомогенизации жидкого навоза 52
3.1.2. Транспортирование жидкого навоза с по мощью переносных трубопроводов из PT-I80 56
3.2. Исследование техники внесения жидкого навоза способом полива при вспашке 59
3.3. Теоретическое обоснование элементов техники полива при вспашке 64
3.3.1. Расчет элементов техники полива при вспашке 65
3.3.2. Зависимость скорости продвижения жидкого навоза в плужной борозде от уклона, рас хода и влажности подаваемой жидкости 72
3.3.3. Завиеимооть поливных норм от различных показателей элементов техники полива при вспашке 78
3.4. Распределение влаги в метровом слое почвы при внесении жидкого навоза поливом при вспашке 83
3.5. Производственная проверка срока внесения жидкого навоза способом полива при вспашке и влияние его на урожай и качество кормовых культур 90
3.6. Влияние внесения жидкого навоза способом полива при вспашке на водно-физические и агрохимические свойства почвы 95
ГЛАВА 4. Технология внесения жидкой фракции навоза и чистой воды 101
4.1. Исследование физико-химического состава жидкого навоза и его Фракции в различных точках технологической цепи подготовки, хранения и транспортирования 101
4.2. Изучение элементов техники полива жидкой Фракцией навоза и чистой водой дальнеструйной дождевальной машиной ДЦН-70 .106
4.3. Исследования технологии работы дождевальных аппаратов ДД-30, установленных на передвижных насосных станциях СШ 50/80,
при орошении жидкой фракцией навоза 116
4.4. Исследование удобрительно-увлажнительного режима орошения многолетних трав жидкой фракцией навоза 123
4.4.1. Режим удобрительного орошения жидкой фракцией навоза и его влияние на продуктивность и качество многолетних трав 123
4.4.2. Водный режим и водопотребление многолетних трав при орошении жидкой фракцией
навоза 129
4.5. Влияние орошения жидкой фракцией навоза на миграцию азотных соединений в почве 137
4.6. Влияние удобрительного орошения жидкой фракцией навоза на основные показатели плодородия почвы 142
4.7. Характеристика паводковых вод с полей, орошаемых животноводческими стоками и их влияние на качество воды поверхностных водоемов 146
ГЛАВА 5. Экономическая эффективность различных способов внесения животноводческих стоков 150
5.1. Технология внесения жидкого навоза мобильным транспортом 150
5.2. Сравнительная экономическая оценка способов внесения животноводческих стоков 152
5.2.1. Транспортирование и внесение неразделенного жидкого навоза в "Щапово" 153
5.2.2. Транспортирование и внесение жидкого навоза и его жидкой фракции в совхозе им.60-летия СЮСР 155
5.3. Расчет экономической эффективности применения дождевального агрегата (дождевальные аппараты ДД-30 на базе передвижной насос ной станции СНП 50/80) 157
Общие выводы и предложения 158
Литература 162
- Технология подготовки» удобрительного полива животноводческими стоками
- Почвенно-климатические условия района проведения работ
- Транспортирование жидкого навоза с по мощью переносных трубопроводов из PT-I80
- Изучение элементов техники полива жидкой Фракцией навоза и чистой водой дальнеструйной дождевальной машиной ДЦН-70
Введение к работе
Актуальность проблемы. Перевод животноводства на промышленную основу предусматривает бесподстилочное содержание животных, гидравлический метод удаления экскрементов и предопределяет накопление значительных объемов сточных вод животноводческих комплексов, В настоящее время годовой объем животноводческих стоков с комплексов и ферм составляет около 1,3 млрд.м8, утилизация которых представляет собой сложную народнохозяйственную проблему. Прямой сброс сточных вод животноводческих комплексов в водоемы приведет не только к потерям ценного органического удобрения, но и к серьезной опасности загрязнения окружающей среды. В настоящее время во всех странах ведется научный поиск эффективных способов утилизации стоков животноводческих комплексов в сочетании с охраной окружающей среды, среди которых наиболее перспективно - использование их на удобрительное орошение.
В Продовольственной программе СССР, разработанной в соответствии с решениями ХХУІ съезда КПСС, поставлены задачи дальнейшего повышения продуктивности кормовых угодий и обеспечения животноводства кормами, в решении которых важное место займет использование сточных вод животноводческих комплексов для орошения сельхозугодий (3,4).
В настоящее время в СССР сточными водами животноводческих КОМПЛЕКСОВ орошается около 80 тыс.га, в то время как для утилизации всего объема жидкого навоза требуется не менее 3 млн.га. Орошение стоками внедряется в производство недостаточными темпами, так как имеется ряд малоизученных вопросов, связанных с разработкой совершенной технологии удобрительного орошения и обеспечения охраны водных ресурсов от загрязнения. Существующие другие методы использования стоков, а также вывоз их дорогостоящим и малопроизводительным мобильным транспортом не могут решить проблему утилизации значительных объемов сточных вод животноводческих комплексов в целом по стране. Поэтому разработка и исследование технологии удобрительного полива животноводческими стоками с учетом охраны водных ресурсов весьма актуальна.
Цель и задачи исследований. Цель работы заключалась в разра-ботке и внедрении в производство научно-обоснованной технологии удобрительного полива сточными водами животноводческих комплексов крупного рогатого скота (животноводческие стоки, жидкий навоз, жидкая фракция навоза) в условиях дерново-подзолистых среднесуглинис-тых почв Нечерноземной зоны РСФСР. В процессе исследования решались следующие задачи:
- изучение физико-химических свойств жидкого навоза в процессе подготовки, хранения и транспортирования его от мест размещения скота до орошаемых участков;
- разработка режима орошения кормовых культур жидким навозом при внесении его способом полива при вспашке;
- разработка и проверка в производственных условиях режима удобрительного орошения многолетних трав жидкой фракцией навоза с учетом охраны водных объектов в условиях влажных по обеспеченности осадками вегетационных периодов;
- изучение элементов техники полива жидкой фракцией навоза дождеванием;
- разработка методики расчета элементов техники полива при вспашке;
- проверка в производственных условиях работы разработанного дождевального агрегата для полива жидкой фракцией навоза;
- выявление влияния орошения животноводческими стоками на водно-физические и агрохимические свойства почвы, урожай и качество выращенной продукции, на подземные и поверхностные воды;
- определение экономической эффективности исследуемых способов
-внесения животноводческих стоков.
Работа выполнена с 1975 по 1982 гг. в соответствии с планом научных исследований Всесоюзного научно-исследовательского института по сельскохозяйственному использованию сточных вод (ВНИИССВ) и координационным планом научно-исследовательских работ Минводхоза СССР по проблеме 0.51.08, заданию 04.05 "Разработать технологический процесс орошения кормовых угодий с использованием жидкой фракции стоков экспериментальных животноводческих комплексов по производству молока, выращиванию и откорму молодняка, выращиванию ремонтного молодняка крупного рогатого скота, производству свинины с проверкой на опытно-производственных участках".
Объект исследований. Объектами исследований являются орошаемые участки с использованием животноводческих стоков молочного комплекса на 2000 голов опытно-производственного хозяйства "Щапово" и откормочного комплекса с содержанием 15 тыс.голов КРС экспериментального мясо-молочного совхоза им.60-летия СССР Подольского района Московской области.
Научная новизна результатов исследований. Для условий дерново-подзолистых среднесуглинистых почв зоны неустойчивого увлажнения впервые обоснована, разработана и экспериментально проверена технология внесения неразделенного жидкого навоза способом полива при вспашке и технология удобрительного полива жидкой фракцией навоза с учетом охраны водных объектов от загрязнения. Предложена методика расчета элементов техники полива при вспашке. В почвенно-климатических условиях Нечерноземной зоны РСФСР установлены рациональные режимы орошения кормовых культур неразделенным жидким навозом и жидкой фракцией КРС с учетом охраны подземных и поверхностных вод от загрязнения. Разработана и проверена в производственных условиях работа дождевального агрегата, позволяющего резко сократить затраты труда при поливе и улучшить санитарно-гигиенические условия работы поливальщиков.
На защиту выносится. Новая технология внесения неразделенного жидкого навоза способом полива при вспашке и технология удобрительного полива жидкой фракцией навоза дождеванием, как способов сокращающих затраты на утилизацию стоков животноводческих комплексов, повышающих продуктивность кормовых угодий и обеспечивающих охрану поверхностных и подземных вод от загрязнения.
Практическая ценность и внедрение. Результаты исследований внедрены в опытно-производственном хозяйстве "Щапово" и в экспериментальном мясо-молочном совхозе им.60-летия СССР Московской области на площади 670 га с годовым экономическим эффектом 700 тыс.руб.
Результаты исследований могут быть использованы на действующих животноводческих комплексах КРС для транспортирования и внесения жидкого навоза или жидкой фракции навоза под кормовые культуры, а также при проектировании и эксплуатации оросительных систем с использованием животноводческих стоков.
По результатам исследований написаны "Рекомендации по применению органических удобрений в Московской области" (1979); материалы диссертации вошли составной частью методического руководства "Орошение кормовых культур в условиях интенсивного кормопроизводства животноводческих комплексов КРС Нечерноземной зоны РСФСР" (1982) и "Рекомендации по использованию жидкого навоза и жидкой фракции навоза крупного рогатого скота на кормовых угодьях Белорусского Полесья" (1983), а также использованы при составлении "Инструкции по проектированию оросительных систем с использованием подготовленных животноводческих стоков", выпускаемой Союзводпроек-том в 1984 г.
Данная работа отмечена бронзовой медалью и дипломом ВДНХ СССР
на тематических выставках "Охрана подземных водных ресурсов г.Москвы и Московской области" (1980) и "Безотходные и малоотходные технологии - главный фактор охраны окружающей среды" (1983).
Апробадия работы. Основные положения работы докладывались на трех Всесоюзных конференциях молодых ученых по проблеме использования сточных вод, ВШО "Прогресс" с 1976 по 1981 гг.; на ВДНХ СССР, 1980 г.; на Научно-техническом совещании Главкивпрома СССР, 1976-1981.
Публикация в печати. По материалам диссертации опубликовано 18 печатных работ.
Объем работы. Диссертационная работа состоит из: введения, пяти глав, выводов и предложений, изложена на 161 страницах машинописного текста, включает 33 рисунка, 26 таблиц, библиографию из 202 наименований и приложения на 84 страницах.
За оказанную помощь в работе автор выражает искреннюю признательность научному руководителю, заслуженному мелиоратору РСФСР, кандидату технических наук, генеральному директору ВНПО "Прогресс"
В.М.Новикову, сотрудникам [И.Я.Канардовуі, В.А.Никитину, В.Й.Дмитрие-вой, В.В.Козлову, С.Н.Перепелкину, В.А.Коледе, Г.Г.Латфулиной, Т.А. Киселевой, А.Г.Мартынову, С.П.Покромовичу, а также всему коллективу лаборатории технологии сельскохозяйственного использования животноводческих стоков, аналитической лаборатории, лаборатории экономических исследований, лаборатории биохимии растений, лаборатории ветеринарно-гигиенических исследований, лаборатории АСУ ВНПО "Прогресс".
Технология подготовки» удобрительного полива животноводческими стоками
Под технологией удобрительного полива животноводческими стоками (технологический процесс) подразумевается совокупность приемов и способов подготовки жидкого навоза, его хранения, транспортирования, внесения в почву (орошение сельскохозяйственных угодий), которая обеспечивала бы не только оптимальный водно-пищевой режим почвы, но и охрану поверхностных и подземных вод от загрязнения (80).
Особенности технологии удобрительного полива, в основном, определяются физико-химическими свойствами животноводческих стоков. Бесподстилочный навоз представляет собой смесь экскрементов животных (крупного рогатого скота влажностью 83-84 %, свиней 76-78 %) с остатками корма, питьевой и технологической водой (22, 27, 35, 40, 41, 61, 65, 75, 76, 81, 114, 178). Бесподстилочный навоз, не прошедший определенную подготовку, содержит большое количество (до 20$) посторонних предметов (проволока, полиэтиленовые пакеты, резиновые трубки и т.д.) и крупные включения (остатки соломы, сена и т.д.). Обычно такой навоз влажностью 83-93 % называют неразделенным жидким навозом. Химический состав его следующий: азота общего - 2-3, фос-фосфора 1,3-1,9 и калия 2-3,2 г/л (128).
Жидкий продукт, полученный после разделения жидкого навоза, называют жидкой фракцией навоза, влажность его составляет 97 % и более и содержит азота общего 0,4-1,5, фосфора 0,2-0,6, калия 0,3-1,2 г/л. В жидкой части навоза после механического разделения содержание сухого вещества составляет в среднем 3 %. дологически очищенные (свиноводческие) стоки, которые имеют влажность свыше 99 % и содержат азота общего 0,1-0,3, фосфора 0,04-0,1, калия 0,2-0,3 г/л, по питательной ценности можно отнести к разряду хозбытовых сточных вод (69, 72, 76, 98, 155, 179). Отсюда следует, что физико-химические свойства животноводческих стоков зависят от способов их предварительной подготовки и колеблются в широких пределах, что оказывает большое влияние на технологический процесс удобрительного полива ими, в том числе на режим орошения, выбор поливного оборудования и техники и т.д. Поэтому при выборе технологии удобрительного полива необходимо прежде всего изучить" физико-химические свойства жидкого навоза в процессе его подготовки, хранения и транспортирования.
В мировой практике известны несколько способов подготовки жидкого навоза, позволяющих улучшить их физико-химические и санитарно-гигиенические свойства: механические (измельчение, гомогенизация, седиментация, фильтрация, сепарирование), биологические (аэробное и анаэробное разложение, компостирование), термические (высушивание, пиролиз), химические (дезодорация, коагуляция), электрические (27, 31, 56, 66, 75, 78, 79, 80, 87, 95, 109, 145, 146, 152).
Для равномерного распределения питательных и органических веществ по площади орошаемого участка, жидкий навоз перед использованием необходимо гомогенизировать, т.е. перемешивать. Однако опыт эксплуатации подобных установок и сооружений показал, что гомогенизацию жидкого навоза на многих действующих комплексах не производят. Анализ литературных данных также показал, что в нашей стране вопросам гомогенизации навоза пока уделяется мало внимания. Поэтому была поставлена задача изучить гомогенизацию неразделенного.жидкого навоза перед использованием его на орошение.
С развитием удобрительного орошения животноводческими стоками большое распространение получили искусственные (механические средства) и естественные (в отстойниках-накопителях) методы разделения навоза на фракции (53, 71, 109, 163, 166).
В процессе разделения жидкого навоза на фракции происходит перераспределение питательных веществ. Так, при естественном разделении жидкого навоза в отстойниках около 60 % питательных веществ остается в жидкой фракции (III); при механическом разделении в жидкую часть переходит до 75 % питательных веществ (53, 82). При продолжительном хранении животноводческих стоков происходят потери органических и минеральных веществ (15, 33, 154, 161, 173). Часто эти факторы не учитываются при проектировании оросительных систем с использованием животноводческих стоков. Хотя потери незначительны (до 20 %) по сравнению с потерями питательных веществ в обычном подстилочном навозе, но они могут сказаться при определении режима орошения и площади утилизации навоза, которые являются важными элементами в технологии удобрительного полива животноводческими стоками.
Значительному изменению состава подвергаются животноводческие стоки при искусственной биологической очистке, в результате чего снижается содержание биогенных элементов (азота 75 %, фосфора 80 %, калия 15 %)9 бактериальное загрязнение и ШК5 однако не настолько, чтобы стоки можно было сбрасывать в водоемы (18, 87, 153, 202). Поэтому применение биологической очистки стоков может быть оправдано только в исключительных случаях, когда отсутствуют необходимых размеров участки для утилизации навоза. Остальные методы обработки навоза (термические, химические, энергетические) не нашли практического применения, так как они требуют больших энергозатрат и не экономичны.
Следующим элементом в технологии удобрительного орошения животноводческими стоками является система транспортирования навоза от навозохранилища до орошаемого участка.
Ввиду наличия большого количества взвешенных веществ в животноводческих стоках, в отличие от чистой воды, при транспортировании их по закрытой оросительной сети актуальным вопросом является изучение процесса заиления и закупорки трубопроводов. Особенно важна постановка такой задачи при транспортировании неразделенного жидкого навоза по трубопроводам.
Почвенно-климатические условия района проведения работ
Подольский район, на территории которого расположены земли хозяйств, где проводились исследования, находятся на юго-западе Московской области в пределах Москворецкой правобережной моренно-эрозионной равнины, характеризующейся полого-волнистым рельефом. Хозяйства расположены в 20 км друг от друга. Опытно-орошаемый участок "Иваньково" хозяйства "Щапово" занимает вершины и склоны моренных холмов, разделенных ложбинообразными понижениями и оврагами (рис. 2.3). На участке абсолютные отметки изменялись от 178 м в центре до І6І-І65 м на окраинах. Уклон орошаемого участка составлял 0,009-0,02. На северо-западе участка протекает речка Лубянка.
Опытный участок "Ворсино" совхоза им.60-летия СССР располагается на водоразделе и частично в пойме р.Моча (рис. 2.3). Абсолютные отметки поймы 167-168 м. Уклон участка 0,005-0,02. Общий уклон поверхности имеет направление в сторону р.Моча.
В гидрогеологическом отношении район характеризуется развитием вод типа верховодки в пониженных элементах рельефа, формирующихся в тяжелых грунтах и базирующихся в верхней толще покровных суглинков. Верховодка относится к гидрокарбонатно-кальциевому типу. Грунтовые воды при бурении скважин до глубины 6-9 м не встречались. Развитая овражно-балочная сеть обеспечивала дренированность территории и глубокое залегание грунтовых вод.
Почвенный покров, в основном, представлен до 95 % дерново-подзолистыми и частично пойменными и овражными почвами. Механический состав всех почв средне- и тяжело-суглинистый (табл. I Приложения I). Основные водно-физические свойства почвы представлены в таблице 2 Приложения I). Водно-физические свойства почвы на опытных участках несколько отличались, особенно в верхнем 30 см слое, это объясняется тем, что на участке "Иваньково" выращивалась кукуруза, а на участке "Ворсино" - многолетние травы 3-го года пользования.
Дерново-подзолистые почвы отличались низким эффективным плодородием. Они слабо обеспечены элементами питания, имеют кислую реакцию среды (рН=4,0-5,5) и малую мощность гумусовых горизонтов. Агрохимические свойства почвы опытных участков были следующими: содержание гумуса колебалось от 1,6 до 3,3 %; содержание обменного калия 0 и подвижного фосфора 25 колебалось от низкого до высокого и составляло соответственно 15,6-66,7 и 25,0-54,0 мг на 100 г почвы; гидролитическая кислотность колебалась в пределах 3,3-6,0 мэкв. на 100 г почвы; степень насыщенности основаниями 63,0-90,0 %; содержание общего азота было 0,12-0,14 %.
Подольский район входит во П теплый район Московской области (сумма температур за период с температурой выше +10 С равна 1900-2100). Климат района умеренно континентальный с теплым летом и холодной устойчивой зимой. Период активной вегетации трав с температурой выше 5 С составляет 165-175 дней. Абсолютный максимум температуры составляет 36 С, а абсолютный минимум - 37 С. Среднегодовое количество осадков равнялось 609 мм.
Для оценки погодных условий вегетационных периодов в годы проведения исследования были использованы данные Михайловской метео станции, расположенной в непосредственной близости от исследуемых хозяйств. Из рисунка 2.4 видно, что температура воздуха и количество осадков в годы проведения исследований было неодинаковым. Так, 1975 г. был самым теплым в годы проведения опытов, а 1976 и 1978 годы - наиболее прохладными. Среднесуточная температура воздуха в вегетационный период 1975 г. была выше среднемноголетней нормы на 2,2 С, а в 1976 г. на 1,3 С ниже нормы, в 1978 г. - на 1,2 С. По количеству выпавших осадков самым влажным вегетационным периодом был 1976 г. (осадки составили 129 % от нормы), а самым засушливым 1975 и 1979 гг. (осадки соответственно составили 94 и 90 % от нормы).
Анализ метеорологических условий за периоды вегетации 1975-1981гг. показал, что исследования были проведены в характерных для Московской области климатических условиях (табл. I Приложения 2). За вегетационный период наблвдалось неравномерное выпадение осадков, что отрицательно сказывалось на водном режиме почвы. Для создания оптимального водно-воздушного режима почвы необходимо было проведение удобрительно-увлажнительных поливов.
Вегетационные периоды 1976-1978 гг. основных наших исследований (изучение режима орошения жидкой фракцией навоза) по обеспеченности осадками оказались влажными. Это подтверждается данными таблицы I Приложения 2, расчетами по определению водообеспечения изучаемых растений. Для определения водообеспечения растений были использованы метеоданные за период 1965-1978 гг. Обычно режим увлажнения назначают для тех лет или вегетационных периодов разной (50, 75, 95 %) обеспеченности влагой, т.е. по количеству атмосферных осадков. Но такой подход недостаточно правилен, поскольку здесь не учитываются особенности режима воздействия других метеоэлементов.
Транспортирование жидкого навоза с по мощью переносных трубопроводов из PT-I80
Известно, что подача жидкого навоза на расстояние по трубам является наиболее производительным и экономичным способом транспортирования навоза в сравнении с вывозом его мобильным транспортом. Однако, наличие в неразделенном жидком навозе посторонних и крупных включений требует изучения вопросов заиления и закупорки трубопроводов при транспортировании его на большие расстояния.
На опытном участке подача навоза осуществлялась насосами типа КРЦХ 80/325 и КРД 200/460 в условиях сложного рельефа трассы трубопровода на расстояние до 3 км (рис. 3.6).
При транспортировании жидкого навоза эффективность работы насосной установки определялась в зависимости от затрат мощности агрегата. На орошаемый участок подавался в основном жидкий навоз влажностью 93-98 %. Исходными данными для гидравлического расчета напорного движения жидкого навоза по трубам являлись его физико-механические свойства (табл. 3.2).
Потери напора по длине трубопровода рассчитывались по формуле Дарси-Вейсбаха. Расчеты показывали, что потери напора по длине трубопровода возрастают с увеличением подачи расхода и содержания сухого вещества в жидком навозе (табл. 3.3).
Так, при подаче жидкого навоза насосами типа КРД на расстояние 300-400 м происходили частые разрывы звеньев трубопроводов в местах их соединения вследствие повышенного напора в сети. При подаче навоза насосами КРЦХ, насос работал без перегрузки и потери напора по длине трубопровода (на 100 м) составляли от 0,68 до 1,3м. Расход вытекающей жидкости в конце трубопровода в среднем составлял 28-30 л/с.
При движении жидкого навоза по трубопроводу заиления и закупорки не отмечалось. Однако, при прекращении подачи навоза в пониженных участках трассы трубопровода происходило скапливание жидкого навоза. Слой взвешенных частиц осадка в среднем составлял 2-8 см.
При последующей подаче навоза (перерыв между поливами от 12 часов до I месяца) слой осадка вместе с потоком вновь подаваемой жидкости транспортировался на орошаемый участок. При обезвоживании навоза в трубопроводе (при длительной консервации - 2-3 месяца в летне-осенний период и 7-8 месяцев в осенне-зимне-весенний период) с последующей подачей навоза происходила закупорка трубопровода (обезвоженный осадок подхватывался новым потоком жидкого навоза и по мере продвижения по трубопроводу создавалась "призма волочения" и на расстоянии 1500-1600 м от начала трубопровода создавалась пробка из прессованных остатков сена, соломы диаметром 0,18 мм, длиной до 1,5 м).
В заключении следует отметить, что временную оросительную сеть (разборные трубопроводы типа PT-I80) можно использовать в качестве самостоятельного способа транспортирования неподготовленного жидкого навоза на действующих животноводческих комплексах.
Исследование техники внесения жидкого навоза способом полива при вспашке
Техника внесения жидкого навоза является неотъемлемой частью в технологии удобрительного полива. От выбора техники полива зависит эффективность использования животноводческих стоков в растениеводстве. Способ полива при вспашке выбран нами из условия рельефа орошаемого участка и наличия в жидком навозе крупных и посторонних включений.
Для полива при вспашке разработан ряд схем нарезки временной оросительной сети для запахивания илового осадка сточных вод в зависимости от рельефа и почвы орошаемого участка, достаточно сложные и трудноосуществимые в производственных условиях. Нами же представлены более простые схемы, где нарезка временных оросителей ограничивалась выводными бороздами, которые нарезались плугом в два прохода (рис. 3.7).
Изучение элементов техники полива жидкой Фракцией навоза и чистой водой дальнеструйной дождевальной машиной ДЦН-70
Величина " ВСР. " в наших опытах была равна 34,0-41,3 см и зависела от глубины наполнения и размеров сечения плужной борозды. Подставляя значения ип " и " ВСР. "в формулу 3.12, можно определить расчетную длину плужной борозды (табл. 2 Приложения 9). Оценка результатов расчета показала уменьшение расчетных длин плужной борозды над наблюдаемыми в среднем на 2,7 %t что для рассматриваемой задачи вполне приемлемо. Отсюда можно сделать вывод, что теория бо-роздкового полива А.Н.Костякова вполне пригодна для расчета элементов техники полива при вспашке.
Для практического применения формул 3.12 и 3.13 выражение "ВСР/П" можно представить коэффициентом "А". Коэффициент определяется по формуле: А=ж ЗЛ7
В наших опытах значение коэффициента "А" колебалось от 1,18 до 5,28 м и зависело от расхода, влажности навоза и расчетной длины плужной борозды. Следует отметить, что с увеличением расчетных длин плужных борозд величина "А" уменьшается.
Для ориентировочных расчетов в условиях среднесуглинистой почвы нами представлена таблица 3.6 для определения коэффициента "А" в зависимости от расхода и влажности навоза при расчетных длинах плужных борозд в интервале от 135 до 325 м. Зависимость коэффици ента "А" от расчетных длин плужных борозд можно установить методом интерполяции. Подставляя значение коэффициента "А" и известные величины "с " "X " и " KCP.W " в формулу 3.13, мы можем определить время добегания струи жидкого навоза до конца расчетной длины борозды (табл. 2 Приложения 9).
Определение средней скорости продвижения лба струи жидкого навоза в плужной борозде позволит рассчитать другие элементы техники полива при вспашке: время добегания t при заданной длине t борозды, а соответственно и норму полива, или наоборот. Опыты проводили при предполивной влажности суглинистой почвы около 0,7-0,85 ППВ, уклонах 0,005-0,023, при характерных для полива при вспашке расходах в голове борозды 10-32 л/с и длине борозд 145-325 м, а также при влажности жидкого навоза 93,0-98,7 %. данные результатов исследования представлены в таблице 3.7. Из таблицы 3.7 видно, что средняя скорость продвижения лба струи жидкого навоза составляла от 0,254 до 0,512 м/с. Скорость продви жения лба струи навоза в большей степени зависела от уклона и расхода. Так, при подаче навоза влажностью 98,7 % и расходе 30 л/с скорость продвижения при уклоне 0,005 составляла 0,317 м/с, а при уклоне 0,02 в тех же условиях 0,490 м/с. При уклоне 0,02, но при расходе 12 л/с скорость соответственно была равна 0,360 м/с.
В наших опытах была установлена также зависимость скорости продвижения навоза в плужной борозде от его влажности. Так, например, при влажности навоза 98,7 % и расходах 15-30 л/с в голове плужной борозды длиной 170-270 м на уклонах 0,01 скорость колебалась в пределах 0,316-0,390 м/с, при подаче навоза влажностью 94,6 %, примерно при тех же условиях, скорость была несколько меньше и составляла 0,283-0,360 м/с, откуда следует, что чем меньше влажность жидкого навоза, тем меньше скорость продвижения его по плужной борозде. Следовало бы ожидать, что чем меньше влажность навоза, тем меньше скорость впитывания его в борозду, а отсюда и бож ше скорость продвижения. Но здесь следует отметить, что на скорость продвижения навоза больше влияют его реологические свойства,.чем скорость впитывания, поэтому, чем больше вязкость подаваемой жидкости, тем меньше скорость его продвижения, т.е. скорость продвижения навоза зависит от его влажности. Это наглядно видно из рисунка 3.9, где показан график зависимости скорости продвижения жидкого навоза от его влажности при одинаковых условиях. Для сравнения на графике показана расчетная скорость продвижения, определенная по формуле А.А.Черкасова. Из графика видно, что опытные данные значений скоростей меньше расчетных, и это справедливо, так как расчетная скорость отражает скорость продвижения чистой воды в поливной борозде.
