Введение к работе
Актуальность темы исследования. Южный федеральный округ является основным постановщиком овощей, фруктов, винограда и других сельскохозяйственных культур РФ. Известно, что при выращивании сельскохозяйственных культур используются различные виды орошения, от локальных способов с малыми оросительными нормами (до 500 м /га) до крупных дождевальных систем с высоконапорным закрытым трубопроводом и оросительными нормами до 2-3 тыс. м /га. При возрастающем дефиците водных и энергетических ресурсов, для полива, как правило, применяются локальные способы орошения с одновременным внесением питательных элементов в зону корневой системы каждого растения, которые представлены в основном капельными и локальными низконапорными системами. Капельные системы, наряду с достоинствами, имеют и недостатки, относящиеся, в основном, к необходимости тщательной очистки оросительной воды и смеси воды с минеральными удобрениями. К преимуществам локальных низконапорных систем следует отнести низкие энергозатраты, увеличенные проходные размеры водовыпусков, возможность внесения с поливной водой растворенных органических удобрений, в том числе продуктов жизнедеятельности скота и птицы.
В системах орошения животноводческие стоки смешивают с поливной водой в необходимых пропорциях, для чего используются водоёмы-смесители, инь-екторы для ввода удобрений в оросительную сеть, эжекторы как средства смешения.
Однако указанные способы имеют ряд серьёзных недостатков, ограничивающих их использование при подготовке удобрительной смеси других составов,
4 в частности птичьего помёта, которые, как известно, по сравнению с животноводческими стоками, содержит более ценные питательные вещества.
В связи с вышеизложенным, проведение исследований, направленных на решение проблем связанных с разработкой локальной низконапорной оросительной сети с технологически обоснованной системой смешения птичьего помёта с поливной водой и подачи смеси для удобрительных поливов овощных культур в условиях защищенного грунта, является актуальной задачей.
Степень разработанности темы. При выращивании сельскохозяйственных культур как в открытом так и в защищенном грунте, в вегетационный период проводят удобрительные поливы. Подкормку осуществляют в основном минеральными азотными и фосфорными удобрениями, иногда подкормка производится стоками крупного рогатого скота (КРС) или птичьим помётом. Оросительные системы, оборудованные механизмами для внесения стоков и птичьего помета, применяются реже из-за отсутствия эффективной технологии внесения и смешения стоков и помёта с водой.
Головным институтом в РФ по разработке систем орошения животноводческими стоками и птичьим помётом является НИИССВ «Прогресс». Проблемой внесения на поля животноводческих стоков занимались такие учёные как Д.П. Гостищев, Л.П. Овцов, Л.А. Музыченко, И.В. Величко, A.M. Бондаренко, В.И. Большаков, Ю.Н. Буряк, Г.Т. Амбросов, В.П. Смирнов и др. В то же время использование ценного высокоэффективного удобрения - птичьего помёта в смеси с оросительной водой для удобрительных поливов при выращивании овощных культур в условиях защищенного грунта изучено недостаточно, являлось основанием для выполнения настоящих исследований.
Цель работы - научное обоснование и разработка технологии подготовки птичьего помёта для орошения овощных культур в условиях защищенного грунта.
Задачи исследований: - изучить состояние существующих систем смешения и внесения птицеводческих стоков с поливной водой для орошения;
- разработать технологический процесс подготовки птичьего помёта для удобри
тельных поливов в защищенном грунте (на примере культурооборота томата и
огурца);
- выполнить натурные экспериментальные исследования с целью выявления
влияния удобрительных поливов на урожайность томата в первом обороте и
огурца во втором;
разработать теоретические основы расчёта низконапорной оросительной сети и элементов смесителя для условий защищенного грунта, при удобрительных поливах овощных культур смесью поливной воды и птичьего помёта, на основе материалов экспериментальных исследований;
экономическая оценка удобрительных поливов смесью птичьего помёта и поливной воды овощных культур в условиях защищенного грунта в сравнении с существующими способами подкормки минеральными удобрениями.
Научная новизна работы. В работе научно обоснованы:
технологический процесс подготовки и внесения смеси птичьего помёта и поливной воды при удобрительных поливах в условиях защищенного грунта;
экспериментальные математические зависимости для определения параметров системы смешения для заданной подсасываемой смесителем величины внесения птичьего помёта при выращивании овощных культур;
теоретические основы расчёта низконапорной локальной оросительной сети при удобрительных поливах смесью поливной воды и птичьего помёта, геометрические и гидравлические параметры струйного смесителя.
Теоретическая и практическая значимость работы. Теоретические расчёты систем удобрительных поливов смесью поливной воды и птичьего помёта выполнены на основании полученных результатов экспериментальных исследований, которые используются эксплуатационными и проектными организациями.
Методология и методы исследований. Теоретические результаты получены с помощью известных методов расчёта мелиоративных систем с использова-
6 ниєм материалов полевых исследований выполненных согласно рекомендациям
акад. СИ. Литвинова и теории планирования эксперимента В.А. Вознесенского.
Положения, выносимые на защиту:
технологический процесс и технические решения создания локальной низконапорной оросительной сети для подачи птичьего помёта при удобрительных поливах;
экспериментальные математические зависимости по определению геометрических и гидравлических параметров смесителя и норм внесения птичьего помёта при выращивании овощных культур в условиях защищенного грунта;
теоретические основы расчёта низконапорной локальной оросительной сети при удобрительных поливах смесью поливной воды и птичьего помёта.
Степень достоверности и апробация результатов подтверждается достаточным объёмом расчётных данных, высокой степенью точности результатов теоретических и экспериментальных исследований, патентом №2448450 РФ, МІЖ А01 С23/04. Основные положения диссертации апробированы на ВВЦ, получена золотая медаль и диплом за разработку низконапорной оросительной системы. Во втором этапе Всероссийского конкурса на лучшую работу среди студентов, аспирантов и молодых ученых вузов МСХ РФ по Южному федеральному округу, получен диплом в номинации «Технические науки». На научно-практических конференциях и семинарах ФГБОУ ВПО НГМА «Пути повышения эффективности орошаемого земледелия» (2009 г.), «Экологические проблемы природопользования в мелиоративном земледелии» (2009 г.), «Мелиорация и водное хозяйство (2010 г.), «Ресурсосберегающие экологически устойчивые технологии в сельском хозяйстве» (2011 - 2012 г).
Материалы диссертации опубликованы в 10 научных работах, в том числе в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ - 3. Общий объём опубликованных работ составляет 4,60 п. л., из которых 2,95 п.л. принадлежит автору.
