Таразский государственный университет им. М.Х.Дулати
Статья относится к области мелиорации и может быть использовано для установления расчетного слоя почвы при расчете поливных норм сельскохозяйственных культур.
Способ определения расчетного слоя почвы, которая состоит из построения графиков на основе данных относительной влажности воздуха ( Wq ) и предполивной влажности почвы корнеобитаемого слоя которые минимализируя расчетный слой позволяет оптимизировать развитие корневой системы и снизить процессы разрывы корневых волос растений. А также позволяет усилить доступ питательных веществ к корням и обеспечить максимальный урожай с единицы орошаемой площади.
Способ определения расчетного слоя относится к области мелиорации, и можеть быть использовано для установления расчетного слоя почвы при расчете поливной нормы сельскохозяйственных культур.
Общеизвестно, что поливная норма сельскохозяйственных культур рассчитывается по формуле А.Н. Костякова.
где, h — мощность активного слоя почвы,см.
А и ч – соответственно верхний и нижний пределы оптимального увлажнения активного слоя, %.
Согласно уравнению (1) для количественной оценки поливной нормы необходимо располагать информацией о мощности активного слоя почвы и наименьшей влагоемкости почвы.
Мощность активного слоя почвы h является объективным показателем, характеризующим развитие растений, в процессе вегетации достигает 100 см или даже в активные фазы вегетации.
Для глубины УГВ до 1 м (6) рекомендует рассчитывать поливную норму исходя из увлажнения слоя почвы 40-50 см, но если УГВ залегает на глубине 1-2 и 2-3 м, то h — соответственно равно 70-80 и 80-100 см.
В уравнении (1) величина ( W q ) — является константой, хотя и условной, для почвы данного механического состава, и потому размер поливной нормы целиком определяет h . Во многих районах при поливах в зависимости от культуры и фазы развития придерживается наименьшую влажность от 60 до 80 %.
Влажность нормы перед поливами независимо от гранулированного состава почвы колеблется в пределах 16-24 % , а относительная влажность воздуха от начала до конца поливного периода находится в интервале 25-60 %.
Недостатками существующего способа определения поливной нормы сельскохозяйственных культур, является чрезмерное увеличение расчетного слоя (до 100 и более см), которые в течение долгих лет способствовали иссушению почвогрунта корнеобитаемого слоя почвы, разрыву корневых волосок растений, снижению доступа питательных веществ к корням растений, нагреванию почвы и многое другое. В результате которого изменилась эколого-мелиоративная обстановка аридной зоны.
Задача статьи – совершенствование способов определения расчетного слоя почвы путем применения графоаналитического метода.
Данные достигается путем построения графиков с учетом относительной влажности воздуха конкретной зоны и влажности почвы корнеобитаемого слоя (фиг.1). При этом в зависимости от предполивной влажности почвы (60,70,80 %. от НВ), соединяя минимальные показатели относительной влажности воздуха с максимальными данными разности наименьшей влагоемкости и влажности почвы перед поливами и максимальные показатели относительной влажности с минимальными данными разности наименьшей влагоемкости и влажности почвы в расчетных слоях 0-50 см. и 0-100 см. Можно выявить зону иссушения конкретного почвогрунта, которое и должно быть расчетным слоем почвы.
Из анализа графических иллюстрации следует, что увеличение глубины расчетного слоя от 50-100 см, пропорционально увеличивается зона иссушения почвогрунта. Так, при глубине 50 см в зависимости от НВ данная зона колеблется в пределах 2-6 см, а при 100 см глубина составляет 42-48 см.
Исходя из выше приведенных считаем целесообразным глубину расчетного слоя почвы принимать на уровне 50-60 см, что соответствует нижнему пределу СНиП 2.06.03-85 «Мелиоративные системы и сооружения».
Рекомендуемый расчетный слой позволяет усилению развития корневой системы, качественно повысить производительность труда, рационально использовать земельно-водные ресурсы и оптимизировать эколого-мелиоративный слой почвогрунта.
Способ определения расчетного слоя почвы, включающий установление расчетного слоя почвы на основе данных относительной влажности воздуха ( W q ) и предполивной влажности почвы корнеобитаемого слоя, отличающийся тем, что расчетный слой почвы определяют графоаналитическим методом на глубине 50-60 см.
1. А.Н. Костякова. Основы мелиорации. Сельхозиздат, 1951, с.750
Источник
Определение поливных и оросительных норм
Поливная норма – это количество воды, подаваемое за один полив ,м 3 /га.
Оросительная норма – это количество воды, подаваемое за поливной сезон, м 3 /га.
При определении поливных норм исходят обычно из наименьшей влагоёмкости (НВ). При поливе влажность почвы должна быть доведена до наименьшей влагоёмкости расчётного слоя почвы. Наименьшая влагоёмкость (НВ) показывает, какое количество влаги почва может удержать в равновесном состоянии. Нижним пределом увлажнения является минимальная влажность. Минимальная влажность – это влажность, при которой растения начинают снижать прирост растительной массы, соответствует влажности замедления роста ВЗР или влажности разрыва капиллярных связей(ВРК).
Зная верхний Wнв и нижний Wmin пределы увлажнения, можно определить величину вегетационной нормы полива:
Перед весенним или осенним поливом в почве находится какой-то запас влаги W ф , учтя его, получаем значение поливной нормы перед посевом.
Величины Wнв, Wmin, Wф находятся по формуле
Wнв = 100 × h × α × rнв, м 3 /га, (15).
где h – величина активного слоя почвы, м. Активный слой почвы – это слой, в котором располагается 90 % всей корневой системы растений. Для каждой культуры активный слой почвы различен;
а – объемная масса почвы, г/см 3 ;
r нв – влажность почвы в % от веса сухой почвы (const).
Таблица 10.-Активный слой почвы различных культур.
Зная величины предпосевной и вегетационной норм полива и расхода влаги можно определить даты поливов и их число. Первый полив, т.е. предпосевной, делают за 5 – 8 дней до посева культуры. Поэтому необходимо учитывать сроки посева или посадки различных культур. Окончание поливного периода определяется уборкой культур и окончанием максимального их водопотребления (табл. 12). Для некоторых культур (морковь, лук, свекла) первый полив надо делать при появлении фазы настоящего листа.
25…30 мая 05…15 мая 5…15 июня 10…20 мая 01…10 июня 01…15 мая 10…20 мая 15…20 мая 15…20 мая прошл. лет
с 20 мая с 03 мая с5 июня с 5 мая с 26 мая с 28 апреля с 5 мая не эффект. 10 мая _______
расчетная расчетная 10..15 июня 10..15 мая 01 июня не раннее 10 июня не раннее 15 июня расчетная расчетная 05 мая
10 августа 15..20 июля 10 августа 1 июля 15..25 сентября 10 сентября 5..10 сентября 10 августа 10 августа 15…25 августа
Далее с учётом рассчитанных поливных норм для сельскохозяйственных культур определяют по дефициту суточного увлажнения, сроки и количество поливов, учитывая, что предпосевной полив делается за 5 — 10 дней до посева, а также рекомендуемые сроки последнего вегетационного полива, после которых поливать уже не надо.
Кроме того, следует учесть, что для таких мелкосеменных культур, как морковь, кормовые корнеплоды, столовая свёкла делать полив раньше 10 и 15 июня соответственно не рекомендуется.
Площади возделываемых культур определяют из экономической целесообразности в рыночных условиях. Оросительную систему необходимо проектировать комбинированную, с тем условием, чтобы дождевальная машина могла выполнять поливы как дождеванием, так и по бороздам, полосам. Проектируемый магистральный канал (МК), в основном, выполняет функцию поверхностных способов полива и для работы дождевальных машин ДДА-100 М и ДДА-100 МА, Кубань, работающие из открытой оросительной сети в движении.
При построении эксплутационного режима орошения необходимо придерживаться следующих правил:
• отклонение от расчётного расхода не более 15 %;
• срок полива сдвигается в обе стороны, но не более чем на три дня;
• по возможности сократить количество перерывов между поливами.
Выбирая расчётный расход воды, необходимо увязывать его со способом полива. Так, при поливе по бороздам через 0,7 м при расходе в борозду 0,5 л/с для обеспечения полива необходимо 70 л/с. Такой же расход обеспечит работу дождевальной установки ДДН — 70, а так же будет достаточен для работы дождевальной машины ДКШ – 64 «Волжанка».
Площадь поля по заданию – 20 га. Индексом 0 – 1 обозначается предпосевной полив; 1, 2, 3, и.т.д. – номера вегетационных поливов; время полива дождеванием при двухсменной работе принимается 16 час/сут.а поверхностных -24час. Поливной период в днях, находят из уравнения:
Т = , (18).
где Т – поливной период, дни;
m – поливная норма, м 3 /га;
ω – площадь полива, га;
τ – время полива, час;
3,6 – переводной коэффициент.
Q-расчётный расход,л/с.
Для расчёта даты полива культуры определяют межполивной интервал в днях.
Т = ,(19).
где d – суточный дефицит увлажнения, м 3 /сутки. Руководствуясь данными таблиц 8, 12 и 13 и уравнениями 18 и 19 рассчитывают ведомость полива сельскохозяйственных культур (неукомплектованная) (табл. 14)
Пример расчета: Выбираем дождевальную машину для полива овощных культур дождеванием и по бороздам ДКШ – 64 (дождеватель колесный широкозахватный) с расчётным расходом ( Q расч. ) равным 64 л/с. Она обеспечивает предпосевные поливы по бороздам (в нашем примере – капуста ранняя, огурец, морковь, свекла столовая), дождеванием – припосадочный –капуста ранняя, поливы огурца и свеклы столовой, моркови, а в дальнейшем поливы по бороздам (капуста , свекла столовая, кормовая свекла).
Известно, что по способу забора и подачи воды в оросительную систему существуют три варианта: самотечный, с механическим подъёмом и комбинированный. В курсовом проекте принимаем третий способ, который сочетает в себе первые два. Он заключается в том, что от источника воду с помощью насосной станции подают по магистральному трубопроводу до командной точки (КТ), а дальнейшее распределение воды идёт самотёком, т.е. по земляному магистральному каналу (МК), который трассируется с уклоном 0,001, чтобы обеспечить оптимальную скорость воды (0,6 м/с), при которой отсутствует как заиление, так и размыв.
Командная точка (КТ) выбирается в самом высоком месте будущего орошаемого участка с таким расчётом, чтобы иметь достаточно площади для размещения полей. После проектирования магистрального канала размещают поля орошения, при этом учитывают культуры севооборота, рельеф местности и способ полива. Для орошения пропашных культур примеяют полив по бороздам и дождеванием ДКШ – 64. Дождевальная установка с учётом задания на проектирование может быть выбрана другой марки, что скажется на размерах полей и оросительного гидромодуля.
При выборе места под орошаемый участок необходимо учитывать ряд требований:
· Орошаемые поля размещают на лучших по плодородию землях и ближе к водоисточнику (пруд, водохранилище, река, озеро и др.)
· Уклоны полей при дождевании не более 0,2 при поливах по бороздам 0,004-0,005, а поперечные уклоны не должны превышать 0,008…0,01. При поливе по полосам уклоны рекомендуются 0,001…0,01.
Размеры полей, т. е. их ширина и длина, должны быть увязаны с имеющейся на карте площадью, в зависимости от применяемой дождевальной техники. Зная площадь поля, т.е. 20 га, определяют его длину и ширину и переносят эти размеры на план. При этом пользуются следующими рекомендациями: поля должны иметь форму прямоугольника или параллелограмма; при поливе по бороздам за основу принимается длина поля L (300-500 м); при дождевании за основу берётся ширина поля В, которая должна быть кратна ширине захвата дождевальной машины (ДМ).
Например: ширина дождевальной машины ДКШ – 64 (два крыла) 800 м (2 400м), которая определяет ширину поля. При длине поля 500м общая длина поливного участка составит 1000м, площадь участка составит 80 га. (800 1000м). В масштабе 1:5000 (в 1см 50м) размеры 4 – ех полей будут 16 20см. (прилож. 1).
При проектировании полей для другой дождевальной машины необходимо учитывать ее технические данные (прилож.9-15).
Расчетный расход оросительной системы:
Q ос = q ω, ( 21).
где q – гидромодуль, л/(с га);
ω – площадь орошаемого участка (культуры),га.
На орошаемом участке необходимо запроектировать дорожную сеть и лесополосы. Первая обеспечивает возможность быстрого и удобного выезда техники и машин на каждое поле севооборота, вывоза продукции с полей после уборки урожая.
Полевые дороги располагают по границам полей. Ширина земляного полотна дорог, не считая кюветов, – 5 м.
Создание полезащитных лесных полос на орошаемых землях чрезвычайно важно; оно является одним из непременных условий правильной организации орошаемого земледелия. Полезащитные лесонасаждения на орошаемых землях имеют преимущественно ветроломное значение. Их конструируют из высокорастущих деревьев с невысоким подлеском продуваемой конструкции.
Древесные и кустарниковые полосы проектируют вдоль постоянной оросительной и дорожной сетей, вдоль постоянных дорог, по границам полей севооборота и располагают так, чтобы тень от деревьев падала на каналы и затеняла их, уменьшало испарение влаги. Желательно лесополосы располагать в полосах отчуждений каналов по обе стороны. В том случае, когда работу на каналах производят механизированным способом, лесополосы располагают только с одной стороны.
(1 6 ) .
, (18).
, (19).
(20)
400м), которая определяет ширину поля. При длине поля 500м общая длина поливного участка составит 1000м, площадь участка составит 80 га. (800