RU2204241C1 - Method for determining tomato drop irrigation rates - Google Patents
Method for determining tomato drop irrigation rates Download PDFInfo
- Publication number
- RU2204241C1 RU2204241C1 RU2001128337/13A RU2001128337A RU2204241C1 RU 2204241 C1 RU2204241 C1 RU 2204241C1 RU 2001128337/13 A RU2001128337/13 A RU 2001128337/13A RU 2001128337 A RU2001128337 A RU 2001128337A RU 2204241 C1 RU2204241 C1 RU 2204241C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- soil
- irrigation
- layer
- moisture
- irrigated
- Prior art date
Links
Landscapes
- Cultivation Of Plants (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к сельскому хозяйству, более конкретно - к сельскохозяйственной мелиорации, в частности к капельному орошению томатов. The invention relates to agriculture, and more specifically to agricultural reclamation, in particular to drip irrigation of tomatoes.
Известен способ определения поливной нормы сельскохозяйственных культур, включающий инструментальное определение объемной массы и величины пахотного слоя, глубины промачивания и влажности слоя при наименьшей влагоемкости, предполивной влажности почвы с корректировкой нормы полива по слою выпавших за время полива осадков по формуле
mн = 100•γ•h•(Wн.в-Wo), (1)
где mн - поливная норма, количество воды (м3), подаваемое на 1 га орошаемой площади в течение одного полива, м3/га;
γ - объемная масса расчетного слоя почвы, т/м3;
h - глубина увлажняемого слоя почвы, м;
WH.B - влажность почвы в слое h при наименьшей влагоемкости, % сухой массы;
Wo - предполивная влажность почвы в слое h, % сухой массы,
или с учетом выпавших в день полива осадков
mн = 100•h•(WH.B.-Wo)-10Р, (2)
где Р - осадки, выпавшие в день полива, мм (см., например, Мелиорация: Энцикл. справочник / Редкол.: Шамякин И.П. (гл. ред.) и др.; под общ. ред. Мурашко А.И. - Минск: Белорус. Сов. Энцикл., 1984. - 567 с., ил. 1 л., ил. - с. 306).A known method for determining the irrigation rate of crops, including instrumental determination of the volumetric mass and size of the arable layer, the depth of wetting and moisture of the layer at the lowest moisture content, pre-irrigation soil moisture with adjusting the irrigation rate for the layer of precipitation during irrigation according to the formula
m n = 100 • γ • h • (W n.v -W o ), (1)
where m n - irrigation rate, the amount of water (m 3 ) supplied per 1 ha of irrigated area during one irrigation, m 3 / ha;
γ is the bulk mass of the calculated soil layer, t / m 3 ;
h is the depth of the moistened soil layer, m;
W HB - soil moisture in the layer h at the lowest moisture content,% dry weight;
W o - pre-irrigation soil moisture in the layer h,% dry weight,
or taking into account the precipitation that fell on the day of irrigation
m n = 100 • h • (W HB -W o ) -10Р, (2)
where P is the precipitation that fell on the day of irrigation, mm (see, for example, Land Reclamation: Encycl. reference book / Editorial: Shamyakin I.P. (chap. ed.) and others; under the general editorship of A. Murashko . - Minsk: Belorussian. Sov. Encycl., 1984. - 567 p., Ill. 1 l., Ill. - p. 306).
К недостаткам вышеприведенного способа определения поливных норм относится то, что при определении норм полива по формулам (1) и (2), полученных на основе аналитических выкладок Костякова А.Н., капельное орошение овощных культур приводит к неоправданно завышенным нормам расхода поливной воды. The disadvantages of the above method for determining irrigation norms include the fact that when determining irrigation norms using formulas (1) and (2), obtained on the basis of analytical calculations by Kostyakova A.N., drip irrigation of vegetable crops leads to unreasonably high rates of irrigation water consumption.
При капельном орошении различают две разновидности увлажнения почвы - точечное и локальное. Применяемые в основном для полива садов и виноградников увлажнители, на которых размещены капельницы, укладываются в рядах на расстоянии один от другого не менее 1 м. В связи с этим на орошаемых участках после проведения полива отсутствует смыкание контуров увлажнения. Поэтому использование вышеприведенной формулы для расчета поливных норм на системах капельного орошения приводит к завышению расчетных значений в два-три раза по сравнению с фактическим расходом воды. При капельном орошении овощных культур капельницы по длине увлажнителя размещают на расстоянии между ними 0,4 - 0,5 м. Смыкание контуров увлажнения между капельницами вдоль поливных трубопроводов при таком способе полива и образование сплошной полосы (ленты) увлажнения вдоль капельных водовыпусков происходит только при беспрерывном поливе продолжительностью от 3 до 5 часов. With drip irrigation, two types of soil moisture are distinguished - point and local. The humidifiers used mainly for watering orchards and vineyards, on which droppers are placed, are stacked in rows at a distance of at least 1 m from one another. In this regard, after irrigation, there is no closure of humidification contours on irrigated areas. Therefore, the use of the above formula for calculating irrigation rates on drip irrigation systems leads to an overestimation of the calculated values by two to three times in comparison with the actual water flow. In case of drip irrigation of vegetable crops, droppers along the length of the humidifier are placed at a distance between them of 0.4 - 0.5 m. Closing the humidification circuits between droppers along irrigation pipelines with this method of irrigation and the formation of a continuous strip (tape) of humidification along drip outlets occurs only with continuous watering lasting from 3 to 5 hours.
Известен способ определения поливной нормы при капельном орошении, включающий инструментальное определение объемной массы, глубины расчетного слоя почвы, величины увлажняемого горизонта, установление исходной влажности слоя при наименьшей влагоемкости, предполивной влажности с корректировкой нормы полива с учетом выпавших осадков по формуле
mнетто = 100h•α•S•(ωhн.в-ωhн.г), (3)
где mнетто - фактическая поливная норма, выданная системой капельного орошения, м3/га;
h - глубина расчетного слоя почвы, м;
α - объемная масса почвы, т/м3;
ωhн.в - наименьшая влагоемкость, процент от массы абсолютно сухой почвы, %;
ωhн.г - порог нижней границы увлажнения
ωhн.г = λ•ωhн.в, (4)
где λ - коэффициент предполивной влажности почвы, соответствующий нижней границе оптимального увлажнения, в долях единицы;
S - доля площади, подлежащая увлажнению при капельном орошении
S = n •W/(а•в), (5)
где n - число водовыпусков под одним растением;
W - площадь увлажнения одним водовыпуском, м2;
а - расстояние между деревьями в ряду, м;
в - расстояние между рядами деревьев, м,
при котором корректировку поливной нормы с учетом величины выпавших в очаге увлажнения осадков производят по формуле
Рк = 10•S•У•P, (6)
где Рк - количество выпавших осадков на учетной площади, м3/га;
У - доля осадков, попадающих под крону орошаемых деревьев;
Р - выпавшие в период проведения полива осадки по данным ближайшей метеостанции или фактическому измерению их на поле с помощью дождевальных стаканов, мм (см. Капельное орошение (Пособие к СНиП 2.06.03-85). Мелиоративные системы и сооружения (Утверждено приказом Союзводпроект СССР от 11.04.1986 г., 113). - М.: Министерство мелиорации и водного хозяйства СССР. - В/О "Союзводпроект". - 1986. - С.21 и 22).A known method for determining the irrigation rate during drip irrigation, including instrumental determination of volumetric mass, depth of the calculated soil layer, the value of the moistened horizon, establishing the initial moisture content of the layer at the lowest moisture capacity, pre-irrigation humidity with adjusting the irrigation rate taking into account the precipitation according to the formula
m net = 100h • α • S • (ωh н.в -ωh н.г ), (3)
where m net is the actual irrigation rate issued by the drip irrigation system, m 3 / ha;
h is the depth of the calculated soil layer, m;
α is the bulk soil mass, t / m 3 ;
ωh present - the lowest moisture content, percentage of the mass of absolutely dry soil%;
ωh ng - threshold of the lower boundary of humidification
oH NG = λ • ωh NV, (4)
where λ is the coefficient of pre-irrigation soil moisture corresponding to the lower boundary of optimal moisture, in fractions of a unit;
S is the fraction of the area to be moistened with drip irrigation
S = n • W / (a • b), (5)
where n is the number of outlets under one plant;
W is the wetting area of one outlet, m 2 ;
a - the distance between the trees in a row, m;
in - the distance between the rows of trees, m,
in which the adjustment of the irrigation rate, taking into account the amount of precipitation in the moisture center, is performed according to the formula
P k = 10 • S • Y • P, (6)
where R to - the amount of precipitation on the accounting area, m 3 / ha;
Y is the fraction of precipitation falling under the crown of irrigated trees;
P - precipitation during the irrigation period according to the nearest weather station or actual measurement of it on the field using sprinkler glasses, mm (see Drip irrigation (Manual for SNiP 2.06.03-85). Reclamation systems and structures (Approved by order of the USSR Union Project from 04/11/1986, 113) .- M.: Ministry of Land Reclamation and Water Resources of the USSR. - V / O Soyuzvodproekt. - 1986. - P.21 and 22).
К недостаткам описанного способа определения поливных норм при капельном орошении, в частности томатов, относятся завышенные нормы полива в пределах 30 - 70% от потребной величины для получения заданной (расчетной) урожайности. The disadvantages of the described method for determining irrigation rates during drip irrigation, in particular tomatoes, include excessive irrigation rates in the range of 30 - 70% of the required value to obtain a given (estimated) yield.
Из уровня техники и технологии капельного орошения известен способ определения поливной нормы в условиях локального увлажнения почвогрунта, включающий инструментальное определение объемной массы, глубины увлажнения, влажности слоя при наименьшей влагоемкости, предполивной влажности с корректировкой нормы полива с учетом выпавших осадков по формуле
mнетто = 10•h•S•(WhН.В-WhН.Г), (7)
где mнетто - поливная норма нетто в условиях локального увлажнения почвогрунта, м3/га;
h - расчетная глубина слоя почвы, мм;
S - доля площади питания растений, подлежащая увлажнению;
WhН.В - наименьшая влагоемкость расчетного слоя почвы, мм;
WhН.Г - предполивная влажность расчетного слоя почвы, мм,
при этом делают поправку с учетом выпавших осадков в расчете водного баланса орошаемого массива при способах локального увлажнения по выражению
Ps = 10•S•У•P, (8)
где S - доля площади, подлежащая увлажнению при капельном орошении, %;
У - доля осадков, приходящихся на проектную увлажняемую площадь;
Р - выпавшие осадки, мм,
далее уточняют продолжительность полива из аналитической зависимости
t = mнетто1000/(n•q0•η), (9)
где n - количество капельниц или микродождевателей на одном гектаре, шт. ;
q0 - расход капельницы или микродождевателя, л/ч;
η - коэффициент использования воды, учитывающий непроизводительные потери воды на поливном участке (η1 = 0,98 - для капельного орошения и η2 = 0,90 - для подкронового дождевания) (см., например, Дополнение к пособию СНиП 2.06. 03-85 "Капельное орошение". Проектирование систем капельного и подкронового орошения на базе технологических средств Симферопольского завода. - М. : Министерство мелиорации и водного хозяйства СССР. В/О "Союзводпроект" - 1988. - С. 8 и 9).From the prior art and technology of drip irrigation, a method is known for determining the irrigation rate under conditions of local soil moistening, including instrumental determination of volumetric mass, moistening depth, layer moisture at the lowest moisture capacity, pre-irrigation humidity with an adjustment of the irrigation rate taking into account precipitation according to the formula
m net = 10 • h • S • (Wh N.V. -Wh NG) (7)
where m net - irrigation net rate in the conditions of local soil moisture, m 3 / ha;
h is the estimated depth of the soil layer, mm;
S is the fraction of the plant nutrition area to be moistened;
Wh N.V - the lowest moisture capacity of the calculated soil layer, mm;
Wh N.G - pre-irrigation humidity of the calculated soil layer, mm,
at the same time, an adjustment is made taking into account the precipitation in the calculation of the water balance of the irrigated massif with local wetting methods according to the expression
P s = 10 • S • Y • P, (8)
where S is the fraction of the area to be moistened with drip irrigation,%;
Y is the fraction of precipitation per projected wetted area;
P - precipitation, mm,
further specify the duration of irrigation from the analytical dependence
t = m net 1000 / (n • q 0 • η), (9)
where n is the number of droppers or micro-sprinklers per hectare, pcs. ;
q 0 - consumption of a dropper or micro-sprinkler, l / h;
η is the water utilization coefficient, taking into account unproductive losses of water in the irrigated area (η 1 = 0.98 for drip irrigation and η 2 = 0.90 for under-sprinkler irrigation) (see, for example, Appendix to SNiP 2.06. 03- 85 "Drip irrigation. Design of drip and under-crown irrigation systems based on technological means of the Simferopol plant. - M.: Ministry of Land Reclamation and Water Resources of the USSR. V / O" Soyuzvodproekt "- 1988. - S. 8 and 9).
Несмотря на ряд введенных поправочных коэффициентов в формулах (7)-(9) для определения величины требуемой поливной нормы, они не описывают реалии капельного полива при возделывании овощных культур, в частности томатов, посаженных полосами под известными системами капельного орошения. Despite the number of correction factors introduced in formulas (7) - (9) to determine the required irrigation rate, they do not describe the reality of drip irrigation when cultivating vegetable crops, in particular tomatoes planted in strips under the known drip irrigation systems.
Известен также способ определения поливных норм при капельном орошении, включающий использование экспериментальных данных по определению объемной массы, расчетного пахотного слоя почвы, глубины увлажнения, влажности слоя при наименьшей влагоемкости, предполивной влажности с коррективкой нормы полива с учетом выпавших осадков, величину поливной нормы устанавливают расчетом по формуле
m = 10Vш.c•γ•(βн.в-βп.в), (10)
где m - поливная норма, м3/га;
Vш.c = (2/3)πR2H - контур увлажнения под капельницей для средних и тяжелых почв, м3;
R - радиус шарового сектора, м;
Н - высота шарового слоя (расчетная высота увлажняемого контура), м;
γ - плотность почвы, т/м3;
βн.в - влажность почвы, равная наименьшей влагоемкости, %;
βп.в - средняя предполивная влажность, %;
а для легких почв, где вертикальная фильтрация значительно превышает горизонтальную, расчет поливной нормы проводят согласно выражению
m = 10•[πH(R2+rR+r2)/3]•γ•(βн.в-βп.в), (11)
где Н - высота усеченного конуса, м;
R и r - радиусы оснований усеченного конуса, м (см. Храбров М.Ю. Расчет распространения влаги в почве при капельном орошении / Мелиорация и водное хозяйство. -1999. - 4. - С. 34 и 35).There is also a method of determining irrigation rates during drip irrigation, including the use of experimental data to determine volumetric mass, estimated arable soil layer, moisture depth, layer moisture at the lowest moisture capacity, pre-irrigation humidity with an adjustment of the irrigation rate taking into account precipitation, the irrigation rate is established by the formula
m = 10V br s • γ • (β -β N.V. ae), (10)
where m is the irrigation rate, m 3 / ha;
V W. c = (2/3) πR 2 H - humidification circuit under the dropper for medium and heavy soils, m 3 ;
R is the radius of the spherical sector, m;
N - the height of the spherical layer (the estimated height of the wetted circuit), m;
γ — soil density, t / m 3 ;
β nv - soil moisture equal to the lowest moisture capacity,%;
β p.v - average pre-irrigation humidity,%;
and for light soils, where the vertical filtration significantly exceeds the horizontal, the calculation of the irrigation rate is carried out according to the expression
m = 10 • [πH (R 2 + rR + r 2 ) / 3] • γ • (β n.v -β a.v ), (11)
where H is the height of the truncated cone, m;
R and r are the radii of the bases of the truncated cone, m (see Khrabrov M.Yu. Calculation of the distribution of moisture in the soil under drip irrigation / Land Reclamation and Water Management. -1999. - 4. - P. 34 and 35).
Этот способ определения поливной нормы при капельном орошении нами принят в качестве наиближайшего аналога. This method of determining the irrigation rate during drip irrigation, we adopted as the closest analogue.
К недостаткам данного способа относится то, что водопроницаемость почвы учитывается только за счет распределения влаги в почвенных агрегатах под действием гравитационного потенциала. The disadvantages of this method include the fact that the water permeability of the soil is taken into account only due to the distribution of moisture in soil aggregates under the influence of the gravitational potential.
Сущность данного изобретения заключается в следующем. The essence of this invention is as follows.
Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, - повышение точности в расчетах при определении исходных величин поливных норм при капельном орошении сельскохозяйственных культур, в частности томатов. The problem to which the claimed invention is directed is to increase the accuracy in the calculations when determining the initial values of irrigation rates during drip irrigation of crops, in particular tomatoes.
Технический результат - снижение себестоимости растениеводческой продукции, увеличение интервала времени между поливами, повышение качества полива в результате увеличения равномерности распределения слоя осадков во времени, промачивание верхнего слоя почвы, впитывание влаги почвой, снижение инфильтрационных потерь и водной эрозии почвы на орошаемом поле. The technical result is a reduction in the cost of crop production, an increase in the time interval between irrigation, an increase in the quality of irrigation as a result of an increase in the uniformity of the distribution of the sediment layer in time, wetting of the upper soil layer, absorption of moisture by the soil, reduction of infiltration losses and water erosion of the soil on the irrigated field.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе определения поливных норм при капельном орошении томатов, включающем инструментальное определение объемной массы, величины расчетного пахотного слоя почвы, глубины увлажнения, влажности слоя при наименьшей влагоемкости, предполивной влажности с корректировкой нормы полива с учетом выпавших осадков, согласно изобретению откалиброванную или эталонную капельницу с инструментально определенными характеристиками устанавливают на орошаемом участке установленного типа почвы и посредством нее определяют потребный объем водоподачи
V = a•в•h•α•kн•(Wн.в-λWн.в), (12)
где V - объем водоподачи, м3;
а - расстояние между капельницами, м;
в - ширина полосы увлажнения, м;
h - глубина промачивания слоя, м;
α - объемная масса почвы, т/м3;
kН - коэффициент, учитывающий степень порозности почвы и водопроницаемости на всей площади орошаемого участка при капельном способе полива;
WH.B - средняя влажность активного слоя почвы, соответствующая наименьшей влагоемкости, % массы сухой почвы;
λ - коэффициент предполивной влажности почвы, соответствующей нижней границе увлажнения, в долях единицы,
затем рассчитывают время полива
t = V/q, (13)
где t - время полива, ч;
q - расход одной капельницы, л/ч,
после этого уточняют поливную норму по формуле
m = (V1•t)/F1, (14)
где m - фактическая поливная норма, м3/га;
V1 - объем водоподачи на орошаемый участок в течение фиксируемого времени, м3;
F1 - площадь орошаемого участка (брутто), га;
t - продолжительность полива, ч.The specified technical result is achieved by the fact that in the known method for determining irrigation rates during drip irrigation of tomatoes, including instrumental determination of volumetric mass, the value of the estimated arable soil layer, the depth of moisture, the moisture content of the layer with the least moisture capacity, pre-irrigation humidity with the adjustment of the irrigation rate taking into account the precipitation, according to the invention, a calibrated or reference dropper with instrumentally defined characteristics is installed in the irrigated area of the installed about the type of soil and through it determine the required volume of water supply
V = a • in • h • α • k n • (W n.v -λW n.v ), (12)
where V is the volume of water supply, m 3 ;
a - the distance between the droppers, m;
in - the width of the moisture strip, m;
h is the depth of the soaking layer, m;
α is the bulk soil mass, t / m 3 ;
k N - coefficient taking into account the degree of soil porosity and water permeability over the entire area of the irrigated area with the drip method of irrigation;
W HB is the average humidity of the active soil layer corresponding to the lowest moisture capacity,% of the mass of dry soil;
λ is the coefficient of pre-irrigation soil moisture corresponding to the lower limit of moisture, in fractions of a unit,
then watering time is calculated
t = V / q, (13)
where t is the watering time, h;
q - consumption of one dropper, l / h,
then clarify the irrigation rate by the formula
m = (V 1 • t) / F 1 , (14)
where m is the actual irrigation rate, m 3 / ha;
V 1 - the volume of water supply to the irrigated area for a fixed time, m 3 ;
F 1 - irrigated area (gross), ha;
t is the duration of irrigation, h
За счет установки эталонной капельницы на орошаемом участке с высаженной рассадой томатов применительно к имеющейся системе водораспределительной сети капельного орошения экспериментально устанавливают зону увлажнения и водоподачу до смыкания орошаемых участков между смежными водовыпусками - капельницами. Этим достигается вышеуказанный технический результат. Due to the installation of a reference dropper in an irrigated area with planted tomato seedlings in relation to the existing system of a water distribution network of drip irrigation, a humidification zone and water supply are experimentally established until the irrigated areas close between adjacent outlets - droppers. This achieves the above technical result.
Проведенный заявителем анализ уровня технологий капельного полива, включающий поиск по патентам и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения. An analysis of the level of drip irrigation technologies carried out by the applicant, including a search by patents and scientific and technical sources of information and identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, allowed to establish that the applicant did not find an analogue characterized by features identical to all the essential features of the claimed invention.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству. Therefore, the claimed invention meets the requirement of "novelty" under applicable law.
Для проверки соответствия заявленного изобретения требованию "изобретательского уровня" заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от ближайшего аналога признаками заявленного изобретения, результаты которого показывают, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата. To verify the conformity of the claimed invention to the requirement of "inventive step", the applicant conducted an additional search for known solutions in order to identify features that match the distinctive features of the claimed invention from the closest analogue, the results of which show that the claimed invention does not explicitly follow from the prior art, since from the prior art determined by the applicant, the influence of the essential features of the claimed invention is not revealed reobrazovany to achieve a technical result.
Следовательно заявленное изобретение соответствует требованию "изобретательский уровень" по действующему законодательству. Therefore, the claimed invention meets the requirement of "inventive step" under applicable law.
Сведения, подтверждающие возможность реализации изобретения, заключаются в следующем. Information confirming the possibility of implementing the invention are as follows.
Рассаду томатов сорта Новичок высаживали 28 мая 2000 года на орошаемом поле, оборудованном системой капельного орошения "NAAN" (производство Израиль). Предлагаемый способ определения поливной нормы включает последовательное выполнение следующих операций: инструментальное определение объемной массы почвы на данном орошаемом поле, по почвенному разрезу определяют пятикратно величину пахотного слоя, далее глубину увлажнения, одним из известных приемов с точностью до ±0,1% определяют влажность слоя при наименьшей влагоемкости, предполивную влажность и количество выпавших осадков перед снятием характеристик. На основе имеющихся данных рассчитывают величину безразмерного коэффициента β, учитывающего потери воды на испарение в процессе полива и ее просачивания ниже корнеобитаемого слоя по формуле
β = mб/mн, (15)
где mб - поливная норма брутто, м3/га;
mн - поливная норма нетто, м3/га.Novichok tomato seedlings were planted on May 28, 2000 on an irrigated field equipped with the drip irrigation system "NAAN" (Israel). The proposed method for determining the irrigation norm involves sequentially performing the following operations: instrumental determination of the soil bulk mass in a given irrigated field, the arable layer is determined five times by the soil section, then the depth of moistening, one of the known methods determines the moisture content of the layer with an accuracy of ± 0.1% at the least moisture capacity, pre-irrigation humidity and the amount of precipitation before characterization. Based on the available data, the dimensionless coefficient β is calculated taking into account the evaporation water loss during irrigation and its leakage below the root layer according to the formula
β = m b / m n , (15)
where m b - irrigation norm gross, m 3 / ha;
m n - irrigation net rate, m 3 / ha.
В районах возделывания томатов в условиях юга Российской Федерации величина коэффициента β варьирует в диапазоне 1,10 - 1,15. In tomato cultivation areas in the south of the Russian Federation, the coefficient β varies in the range of 1.10 - 1.15.
Затем в системе капельного орошения подключают откалиброванную или эталонную капельницу и инструментально определяют показатели ее характеристики. Размещают эту капельницу в месте, характерном для всего массива почв на орошаемом поле. Then, in a drip irrigation system, a calibrated or reference dropper is connected and instrumental indicators of its characteristics are determined. This dropper is placed in a place characteristic of the entire array of soils on the irrigated field.
В сложившихся условиях и имеющейся системе водоподачи для капельного увлажнения в частном случае расстояние между смежными капельницами было равным а = 0,4 м; ширина полосы увлажнения в = 0,5 м; глубина активного слоя при возделывании томатов принята равной h = 0,5 м; наименьшая влагоемкость равна WH.B = 24,2% от массы абсолютно сухой почвы; объемная масса почвы для слоя 0 - 0,5 м составила α 1,29 т/м3; средний фактический расход эталонной капельницы, установленной по девяти мерным цилиндрам, равен q = 1,55 л/ч.In the current conditions and the existing water supply system for drip wetting, in the particular case, the distance between adjacent droppers was a = 0.4 m; humidification strip width = 0.5 m; the depth of the active layer in the cultivation of tomatoes is taken equal to h = 0.5 m; the lowest moisture capacity is equal to W HB = 24.2% by weight of absolutely dry soil; bulk soil mass for the 0 - 0.5 m layer was α 1.29 t / m 3 ; the average actual flow rate of the reference dropper installed on nine graduated cylinders is q = 1.55 l / h.
Для поддержания заданных предполивных порогов влажности необходимы следующие объемы водоподачи V
- для поддержания влажности в активном слое почвы не ниже 90% НВ:
V90%НВ = 0,4•0,6•0,5•1,29(0,242 - 0,218) = 372•10-5 м3 = 3,72 л;
- то же на уровне - 80% НВ:
V80%НВ = 0,4•0,6•0,5•1,29(0,242 - 0,194) = 743•10-5 м3 = 7,43 л;
- то же, на уровне 70% НВ:
V70%HB = 0,4•0,6•0,5•1,29(0,242 - 0,169) = 1130•10-5 м3 = 11,30 л;
- то же, на уровне 60% НВ:
V60%нв = 0,4•0,6•0,5•1,29(0,242 - 0,145) = 1502•10-5 м3 = 15,02 л.To maintain the specified pre-irrigation humidity thresholds, the following volumes of water supply V are required
- to maintain humidity in the active soil layer not lower than 90% HB:
V 90% HB = 0.4 • 0.6 • 0.5 • 1.29 (0.242 - 0.218) = 372 • 10 -5 m 3 = 3.72 l;
- the same at the level of - 80% HB:
V 80% HB = 0.4 • 0.6 • 0.5 • 1.29 (0.242 - 0.194) = 743 • 10 -5 m 3 = 7.43 l;
- the same, at the level of 70% HB:
V 70% HB = 0.4 • 0.6 • 0.5 • 1.29 (0.242 - 0.169) = 1130 • 10 -5 m 3 = 11.30 l;
- the same, at 60% HB:
V 60% HB = 0.4 • 0.6 • 0.5 • 1.29 (0.242 - 0.145) = 1502 • 10 -5 m 3 = 15.02 l.
Продолжительность полива при фактическом расходе эталонной капельницы q = 1,55 л/ч для указанных порогов предполивной влажности в активном корнеобитаемом горизонте составит соответственно:
t90%HB = 2,4 ч; t80%HB = 4,79 ч; t70%HB = 7,29 ч; t60%HB = 9,69 ч.The duration of irrigation at the actual consumption of the reference dropper q = 1.55 l / h for the indicated thresholds of pre-irrigation moisture in the active root habitat will be, respectively:
t 90% HB = 2.4 hours; t 80% HB = 4.79 h; t 70% HB = 7.29 h; t 60% HB = 9.69 hours
Количество капельниц на одном увлажнителе длиной L = 70 м:
n = L/a = 70,0/0,4 = 175 штук.The number of droppers on one humidifier with a length of L = 70 m:
n = L / a = 70.0 / 0.4 = 175 pieces.
Средний расход воды одного увлажнителя составит
Q = n•q = 179•1,55 = 271 л/ч.The average water consumption of one humidifier will be
Q = n • q = 179 • 1.55 = 271 l / h.
Площадь орошаемого участка, обслуживаемого одним распределительным трубопроводом, который подает оросительную воду в 18 увлажнителей (d), уложенных с взаимным удалением на расстоянии с = 1,4 м. The area of the irrigated area served by one distribution pipe that supplies irrigation water to 18 humidifiers (d), stacked with mutual removal at a distance of c = 1.4 m.
F1 = c•d•L = 1,4•18•70 = 1764 м2 ≅ 0,18 га.F 1 = c • d • L = 1.4 • 18 • 70 = 1764 m 2 ≅ 0.18 ha.
Объем водоподачи V на одно крыло системы капельного орошения при поливе в течение одного часа (t = 1 ч)
V1 = t1•Q•d = 1•271•18 = 48+8 л = 4,88 м3.The volume of water supply V per one wing of the drip irrigation system during irrigation for one hour (t = 1 h)
V 1 = t 1 • Q • d = 1 • 271 • 18 = 48 + 8 l = 4.88 m 3 .
Поливная норма, рассчитанная по формуле (14) для поддержания каждого заданного в нашем примере предполивного порога влажности, будет иметь следующие величины:
m90%HB = (4,88•2,4)/0,18 = 81,3 м3/га;
m80%HB = (4,88•4,79)/0,18 =135,6 м3/га;
m70%HB = (4,88•7,29)/0,18=216,93 м3/га;
m60%HB = (4,88•9,69)/0,18 =271,1 м3/га.The irrigation rate calculated by formula (14) to maintain each pre-irrigation moisture threshold specified in our example will have the following values:
m 90% HB = (4.88 • 2.4) / 0.18 = 81.3 m 3 / ha;
m 80% HB = (4.88 • 4.79) / 0.18 = 135.6 m 3 / ha;
m 70% HB = (4.88 • 7.29) / 0.18 = 216.93 m 3 / ha;
m 60% HB = (4.88 • 9.69) / 0.18 = 271.1 m 3 / ha.
Полевые исследования заявленного способа показали, что на светло-каштановых однородных сильноуплотненных тяжелосуглинистых почвах орошаемого участка контур промачивания (увлажнения) через 2 часа капельного орошения при расходе 1,55 л/ч промачивает зону шириной 0,33 м на глубину 0,16 м; через 3 часа зона увлажнения увеличилась до размеров в•h = 0,44•0,19 м; через 4 часа - 0,49 и 0,22 м; через 5 часов - 0,54 и 0,26 м; через 8 часов - 0,71 и 0,36 м и через 10 часов - 0,82 и 0,43 м. Field studies of the claimed method showed that on light chestnut homogeneous highly compacted heavy loamy soils of the irrigated area, the soaking (moistening) circuit after 2 hours of drip irrigation at a flow rate of 1.55 l / h soaks a zone 0.33 m wide to a depth of 0.16 m; after 3 hours, the humidification zone increased to dimensions of • h = 0.44 • 0.19 m; after 4 hours - 0.49 and 0.22 m; after 5 hours - 0.54 and 0.26 m; after 8 hours - 0.71 and 0.36 m and after 10 hours - 0.82 and 0.43 m.
Смыкание контуров увлажнения по длине увлажнителя наступает через 3 часа после полива. При времени подачи оросительной веды, превышающей 5 часов, контур увлажнения распространяется за пределы расчетной зоны промачивания. Параметры зоны увлажнения составили: ширина 0,6 м и глубина 0,5 м. При увеличении продолжительности полива свыше 4 - 5 часов при капельном орошении наблюдается резкий вынос растворимых солей, находящихся в верхних горизонтах почвы, т.е. за пределами границ расчетного контура промачивания, в т.ч. и на поверхности орошаемого участка. Closing the humidification circuits along the length of the humidifier occurs 3 hours after watering. If the irrigation bucket feed time exceeds 5 hours, the humidification circuit extends beyond the design soaking zone. The parameters of the humidification zone were: width 0.6 m and depth 0.5 m. With an increase in the duration of irrigation over 4 - 5 hours with drip irrigation, there is a sharp removal of soluble salts located in the upper horizons of the soil, i.e. outside the boundaries of the calculated wetting circuit, incl. and on the surface of the irrigated area.
Почвенные разности и различия водопроницаемости на одном и том орошаемом участке, вызванные различием увлажнения по длине увлажнителей, требуют снижения времени поливов для повышения качества полива путем увеличения равномерности распределения слоя осадков во времени, снижения инфильтрационных потерь и водной эрозии почв. Этим вызвано уменьшение водоподачи, объем которой рассчитывают по формуле вида
V = a•в•h•α•kн•(Wн.в-λWн.в), (16)
где kН - коэффициент, учитывающий степень порозности почвы и водопроницаемости на всей площади орошаемого участка при капельном способе полива.Soil differences and differences in water permeability in one and the same irrigated area, caused by the difference in wetting along the length of the humidifiers, require a decrease in irrigation time to improve the quality of irrigation by increasing the uniformity of the distribution of the sediment layer in time, reducing the infiltration losses and water erosion of the soil. This causes a decrease in water supply, the volume of which is calculated by the formula of the form
V = a • in • h • α • k n • (W n.v -λW n.v ), (16)
where k N - coefficient taking into account the degree of soil porosity and water permeability over the entire area of the irrigated area with drip irrigation method.
Для снижения себестоимости получаемой продукции томатов, эрозии почвы и выноса солей из корнеобитаемого слоя в нижележащие горизонты увеливают интервал времени между поливами, что способствует уменьшению водоподачи на 50%. Экспериментально установлено, что для различных условий увлажнения наиболее приемлемыми являются следующие нормы водоподачи:
V90%HB = 0,4•0,6•0,5•1,29•0,5•(0,242 - 0,9•0,242) = 1,87 л;
V80%HB = 0,4•0,6•0,5•1,29•0,5•(0,242 - 0,8•0,242) = 3,75 л;
V70%HB = 0,4•0,6•0,5•1,29•0,5•(0,242 - 0,7•0,242) = 5,62 л;
V60%HB = 0,4•0,6•0,5•1,29•0,5•(0,242 - 0,6•0,242) = 7,49 л.To reduce the cost of tomato production, soil erosion and the removal of salts from the root layer to the underlying horizons, the time interval between irrigation is increased, which helps to reduce water supply by 50%. It has been experimentally established that the following water supply rates are most acceptable for various humidification conditions:
V 90% HB = 0.4 • 0.6 • 0.5 • 1.29 • 0.5 • (0.242 - 0.9 • 0.242) = 1.87 L;
V 80% HB = 0.4 • 0.6 • 0.5 • 1.29 • 0.5 • (0.242 - 0.8 • 0.242) = 3.75 L;
V 70% HB = 0.4 • 0.6 • 0.5 • 1.29 • 0.5 • (0.242 - 0.7 • 0.242) = 5.62 l;
V 60% HB = 0.4 • 0.6 • 0.5 • 1.29 • 0.5 • (0.242 - 0.6 • 0.242) = 7.49 liters.
Продолжительность полива, установленная по выражению (13):
t90%HB = 1,87/1,55 = 1,21 ч;
t80%HB = 3,75/1,55 = 2,42 ч;
t70%HB = 5,62/1,55 = 3,63 ч;
t60%HB = 7,49/1,55 = 4,83 ч.The duration of watering, established by the expression (13):
t 90% HB = 1.87 / 1.55 = 1.21 h;
t 80% HB = 3.75 / 1.55 = 2.42 h;
t 70% HB = 5.62 / 1.55 = 3.63 h;
t 60% HB = 7.49 / 1.55 = 4.83 hours
Поливная норма с учетом формулы (14) при принятых порогах предполивной влажности имеет следующие величины:
m90%HB = (4,88•1,21)/0,18 ≅ 54 м3/га;
m80%HB = (4,88•2,42)/0,18 ≅ 81 м3/га;
m70%HB = (4,88•3,63)/0,18 ≅ 108 м3/га;
m60%HB = (4,88•4,83)/0,18 ≅ 136 м3/га.The irrigation rate, taking into account formula (14) at the accepted thresholds of pre-irrigation humidity, has the following values:
m 90% HB = (4.88 • 1.21) / 0.18 ≅ 54 m 3 / ha;
m 80% HB = (4.88 • 2.42) / 0.18 ≅ 81 m 3 / ha;
m 70% HB = (4.88 • 3.63) / 0.18 ≅ 108 m 3 / ha;
m 60% HB = (4.88 • 4.83) / 0.18 ≅ 136 m 3 / ha.
Таким образом, представленные в расчетах примеры способа определения поливных норм при различных порогах предполивной влажности на системах капельного орошения томатов, возделываемых по полосовой схеме посадки, показывают существенное снижение абсолютных величин норм полива и достижение запрограммированной урожайности томатов. Thus, the examples presented in the calculations of the method for determining irrigation rates at various thresholds of pre-irrigation moisture on drip irrigation systems for tomatoes cultivated according to a strip planting scheme show a significant decrease in the absolute values of irrigation norms and the achievement of a programmed tomato yield.
Claims (1)
V = a•в•h•α•kH•(WH.B-λWH.B),
где V - объем водоподачи, м3;
a - расстояние между капельницами, м;
в - ширина полосы увлажнения, м;
h - глубина промачиваемого слоя, м;
α - объемная масса почвы, т/м3;
kH - коэффициент, учитывающий степень порозности почвы и водопроницаемости на всей площади орошаемого участка при капельном способе полива;
WН.В. - средняя влажность активного слоя почвы, соответствующая наименьшей влагоемкости от массы сухой почвы, %;
λ - коэффициент предполивной влажности почвы, соответствующий допустимой границе иссушения ее, в долях единицы,
затем рассчитывают время полива
t= V/q,
где t - время полива, ч;
q - расход одной капельницы, л/ч,
и уточняют поливную норму по формуле:
m= V1•t F1,
где m - фактическая поливная норма, м3/га;
V1 - объем, водоподачи на орошаемый участок в течение фиксируемого времени, м3;
F1 - площадь орошаемого участка (брутто), га;
t - продолжительность полива, ч.A method for determining the irrigation rate during drip irrigation of tomatoes, including instrumental determination of soil volumetric mass, arable layer, humidification depth, layer moisture at the lowest moisture capacity, pre-irrigation humidity with adjustment of the irrigation rate taking into account precipitation, characterized in that it is a calibrated or reference dropper with instrumental certain characteristics are placed on the irrigated area of the established type of soil and through it determine the required volume of water supply
V = a • in • h • α • k H • (W HB -λW HB ),
where V is the volume of water supply, m 3 ;
a is the distance between the droppers, m;
in - the width of the moisture strip, m;
h is the depth of the wetted layer, m;
α is the bulk soil mass, t / m 3 ;
k H is a coefficient taking into account the degree of soil porosity and water permeability over the entire area of the irrigated area with the drip method of irrigation;
W N.V. - the average humidity of the active layer of the soil, corresponding to the lowest moisture capacity of the mass of dry soil,%;
λ is the coefficient of pre-irrigation soil moisture corresponding to the permissible boundary of its desiccation, in fractions of a unit,
then watering time is calculated
t = V / q,
where t is the watering time, h;
q - consumption of one dropper, l / h,
and specify the irrigation rate by the formula:
m = V 1 • t F 1 ,
where m is the actual irrigation rate, m 3 / ha;
V 1 - volume, water supply to the irrigated area for a fixed time, m 3 ;
F 1 - irrigated area (gross), ha;
t is the duration of irrigation, h
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001128337/13A RU2204241C1 (en) | 2001-10-18 | 2001-10-18 | Method for determining tomato drop irrigation rates |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001128337/13A RU2204241C1 (en) | 2001-10-18 | 2001-10-18 | Method for determining tomato drop irrigation rates |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2204241C1 true RU2204241C1 (en) | 2003-05-20 |
Family
ID=20253849
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001128337/13A RU2204241C1 (en) | 2001-10-18 | 2001-10-18 | Method for determining tomato drop irrigation rates |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2204241C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106489671A (en) * | 2016-11-01 | 2017-03-15 | 西北农林科技大学 | A kind of facility bag containing soilless substrate trains the moisture irrigation method of Fructus Lycopersici esculenti overwintering cultivation |
| RU2683724C1 (en) * | 2018-07-31 | 2019-04-01 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации" (ФГБНУ "РосНИИПМ") | Method for determining irrigation rate drip irrigation of plants |
| CN114402731A (en) * | 2021-12-21 | 2022-04-29 | 盐城工学院 | Biological cultivation method for mucilaginous soil of greenhouse |
| RU2802955C1 (en) * | 2023-03-30 | 2023-09-05 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации" (ФГБНУ "РосНИИПМ") | Method for determining the irrigation rate for drip irrigation of agricultural crops |
-
2001
- 2001-10-18 RU RU2001128337/13A patent/RU2204241C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Орошение. Справочник. Мелиорация и водное хозяйство. Под ред. Шумакова Б.Б. - М.: Агропромиздат, 1990, с.168-170. ХРАБРОВ М.Ю. Расчет распространения влаги в почве при капельном орошении. Мелиорация и водное хозяйство. 1999, №4, с.34-55. Мелиорация. Энциклопедический справочник. Под ред. Мурашко А.И. - Минск: Белорусская советская энциклопедия, 1984, с.306. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106489671A (en) * | 2016-11-01 | 2017-03-15 | 西北农林科技大学 | A kind of facility bag containing soilless substrate trains the moisture irrigation method of Fructus Lycopersici esculenti overwintering cultivation |
| RU2683724C1 (en) * | 2018-07-31 | 2019-04-01 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации" (ФГБНУ "РосНИИПМ") | Method for determining irrigation rate drip irrigation of plants |
| CN114402731A (en) * | 2021-12-21 | 2022-04-29 | 盐城工学院 | Biological cultivation method for mucilaginous soil of greenhouse |
| RU2802955C1 (en) * | 2023-03-30 | 2023-09-05 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации" (ФГБНУ "РосНИИПМ") | Method for determining the irrigation rate for drip irrigation of agricultural crops |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Jones et al. | Effects of furrow dikes on water conservation and dryland crop yields | |
| Araujo et al. | A comparative study of young ‘Thompson Seedless’ grapevines under drip and furrow irrigation. I. Root and soil water distributions | |
| Carter et al. | Effect of Mid‐to Late‐Season Water Stress on Sugarbeet Growth and Yield 1 | |
| RU2204241C1 (en) | Method for determining tomato drop irrigation rates | |
| DeTar | Using a subsurface drip irrigation system to measure crop water use | |
| Haverkort | Water management in potato production | |
| Gustafson et al. | Drip irrigation on avocados | |
| Gustafson | Avocado water relations | |
| Cantuarias et al. | Improving avocado tree water status under severe climatic conditions by increasing wetted soil volume | |
| RU2813927C1 (en) | Method for complex controlled hydro-reclamation of soil in agricultural landscape using ponds-digging in conditions of south-western part of belarus | |
| SU1727596A1 (en) | Method for preparing field to be irrigated | |
| RU2202868C1 (en) | Method for cultivating winter wheat on irrigated soil | |
| Bravdo | Irrigation of temperate fruit trees in dry and warm conditions | |
| SU1716991A1 (en) | Cotton growing method | |
| Ukarande | Water Requirement of Crops | |
| Jensen | Irrigating grain sorghums | |
| Khalifa et al. | Sugar beet production under drip irrigation in heavy clay soil | |
| Johnston | Saxmundham Experimental Station 1899-1986 A review of the achievements during 1965-1986 | |
| Ghareeb et al. | Effect of Plant Growth Regulator (Cyccocel) and Irrigation on some Vegetative Characteristics of Turffgrass | |
| Ayotamuno et al. | Computing maize crop coefficients in the Port Harcourt area, Nigeria, using a class A pan evaporimeter | |
| Hallsworth | Soil management and the food supply | |
| Shock et al. | Effects of straw mulch and irrigation rate on soil loss and runoff | |
| Allen et al. | Permanent ridge-till sorghum with furrow irrigation | |
| Kuz’mina et al. | Formation of vegetation on solonchaks of the dried Aral Sea bed under changing climate conditions | |
| Lewis et al. | Orchard irrigation studies in the Rogue River Valley |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20031019 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20061019 |