RU2690656C1 - Method of enriching soil with water using a superabsorbent and using drainage livestock drains on soddy-podzolic sandy soils of central non-chernozem region - Google Patents
Method of enriching soil with water using a superabsorbent and using drainage livestock drains on soddy-podzolic sandy soils of central non-chernozem region Download PDFInfo
- Publication number
- RU2690656C1 RU2690656C1 RU2018129374A RU2018129374A RU2690656C1 RU 2690656 C1 RU2690656 C1 RU 2690656C1 RU 2018129374 A RU2018129374 A RU 2018129374A RU 2018129374 A RU2018129374 A RU 2018129374A RU 2690656 C1 RU2690656 C1 RU 2690656C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- soil
- drainage
- water
- superabsorbent
- granules
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01B—SOIL WORKING IN AGRICULTURE OR FORESTRY; PARTS, DETAILS, OR ACCESSORIES OF AGRICULTURAL MACHINES OR IMPLEMENTS, IN GENERAL
- A01B79/00—Methods for working soil
- A01B79/02—Methods for working soil combined with other agricultural processing, e.g. fertilising, planting
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01C—PLANTING; SOWING; FERTILISING
- A01C21/00—Methods of fertilising, sowing or planting
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G25/00—Watering gardens, fields, sports grounds or the like
Abstract
Description
Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности в агрохимии и почвоведению и при орошении сельскохозяйственных культур с использованием дренажных животноводческих стоков в системе дождевания из распределительных трубопроводов, а также внесения основной дозы органических удобрений и получения дополнительной влажности для растений со свойствами применения суперабсорбента, обладающим способностью поглощать большое количество воды.The invention relates to agriculture, in particular in agrochemistry and soil science and with irrigation of crops using drainage livestock waste in the sprinkler system from distribution pipelines, as well as introducing the main dose of organic fertilizers and obtaining additional moisture for plants with properties of superabsorbent having the ability to absorb large amounts of water.
Известно, что минеральные удобрения улучшают круговорот и баланс биогенных элементов, в то же время органические удобрения являются не только важным источником питательных элементов для растений, но и пополняют запас в почве гумуса - одного из основных показателей ее потенциального плодородия. Важна функция органических удобрений - их мелиоративное влияние, улучшение всех почв почвы, оптимизация их гумусного состояния (Минаев В.Г. Химизация земледелия и природная среда. М.: ВО Агропромиздат, 1990, с. 36-68 и 242-256).It is known that mineral fertilizers improve the circulation and balance of nutrients, while organic fertilizers are not only an important source of nutrients for plants, but also replenish humus in the soil - one of the main indicators of its potential fertility. The function of organic fertilizers is important - their ameliorative effect, improvement of all soils of the soil, optimization of their humus state (Minaev VG Chemization of agriculture and natural environment. M .: VO Agropromizdat, 1990, pp. 36-68 and 242-256).
Каждая почва характеризуется своими показателями почвенного плодородия, сформировавшимися на протяжении многих столетий и показателями гумусного состояния (Гришин Л.А. Гумусообразование и гумусное состояние почв. М., 1986; Орлов Д.С. Гумусовые кислоты почв и общая теория гумификации. М., 1990).Each soil is characterized by its indicators of soil fertility, formed over many centuries and indicators of humus status (Grishin LA Humus formation and humus status of soils. M., 1986; Orlov DS Humic acids of the soil and the general theory of humification. M., 1990).
Сельское хозяйство России претерпело существенные изменения. Однако происходящие перемены в большинстве случаев носят негативный характер, выражающийся например, снижении доступных форм азота, фосфора, калия, гумуса, суммы поглощенных оснований, буферности почвы подкислению, усиленному развитию эрозионных процессов на склонах, загрязнению тяжелыми металлами, радионуклидами. Следствием этого является практически повсеместное снижение плодородия почв, хотя общеизвестно, что для приостановления процессов деградации, повышения гумусированности необходимо длительное время - десятки и сотни лет.Russian agriculture has undergone significant changes. However, the changes in most cases are negative, for example, reducing the available forms of nitrogen, phosphorus, potassium, humus, the amount of absorbed bases, soil buffering acidification, increased development of erosion processes on the slopes, contamination by heavy metals, radionuclides. The consequence of this is the almost universal decrease in soil fertility, although it is well known that to halt the processes of degradation, increase humus content, it takes a long time - tens and hundreds of years.
Сохранение плодородие почв, в частности на подзолистых супесчаных почвах центрального Нечерноземья, можно отнести и то, что особенно в засушливых регионах страны зачастую отсутствует достаточного объема потребляемой влаги для оптимального увлажнения почвы в сравнении с объемом, расходуемым при традиционном поливом, а также необходимо защитить растения и водорастворимые удобрения от вымывания из почвы. А для этого нужны препараты, представляющие собой компактные, небольшие по размерам, например, гранулы сорбента, которые бы по объему самих гранул могут увеличиваться за счет обильного полива накапливать в себе воду, образуя структуру льда, или иначе «твердую воду». Такую воду первыми предложили подобную технологию мексиканские ученые по разработке Solid Rain («Твердая вода»), которая может стать незаменимым в засушливых регионах, например, в таких как Волгоградская и Архангельская области и др.Soil fertility preservation, in particular on podzolic sandy sandy soils of the central Non-Chernozem region, can also be attributed to the fact that, especially in the arid regions of the country, there is often a lack of sufficient moisture to optimally moisten the soil in comparison with the volume consumed during traditional irrigation, and also to protect plants and water soluble fertilizer from washing out of the soil. And for this you need drugs that are compact, small in size, for example, sorbent granules, which by the volume of the granules themselves can increase due to abundant watering to accumulate water in themselves, forming the structure of ice, or otherwise "hard water". Such water was first proposed by Mexican scientists to develop Solid Rain (“Hard Water”), which may become indispensable in arid regions, for example, in Volgograd and Arkhangelsk regions, etc.
Следует отметить, что подтверждением этому может, служит известное техническое решение (Патент RU №2574722, C08F 220/56, C08L 3/02, C08L 1/08, C08L 5/08, A61L 15/28, A61L 15/60 от 10.02.2016), в котором создание способа суперабсорбента относится к химии высокомолекулярных соединений, в частности к препаратам, обладающим способностью поглощать большое количество воды, а затем по мере высыхания почвы гранулы начинают отдавать почве воду до нужного уровня насыщения и даже оказывать влияние в качестве удержания удобрения. При этом оно экологически безопасное для применения в сельском хозяйстве. Однако в настоящее время отсутствует технологическая схема конструирования такой системы полива, когда дренажные воды зарегулированных животноводческих стоков после полива земель собираются в открытые коллекторы, далее накапливаются в прудах-накопителях и могут проводиться повторно на орошение насосами для дождевальной техники на второй год их использования.It should be noted that this can be confirmed by a well-known technical solution (Patent RU No. 2574722, C08F 220/56, C08L 3/02, C08L 1/08,
Следует отметить, что использование в первый год таких животноводческих стоков на поливе, хотя и создает условия роста и развития растений, однако сточные воды и животноводческие стоки подают на земледельческие поля орошения (ЗПО) согласно разработанным графикам полива, прошедшие при этом основной этап очистки и обеззараживания на очистных сооружениях на животноводческих комплексах, содержит около 30 газовых соединений, принадлежащих к группе аминов, амидов, спиртов, дисульфидов, сульфидов, меркаптанов, помимо классических газов СН4, NH3, H2S, CO2.It should be noted that the use of such livestock waste in irrigation in the first year, although it creates conditions for the growth and development of plants, however, wastewater and animal waste is fed to agricultural irrigation fields (ZPO) according to the developed irrigation schedules, which passed the main stage of cleaning and disinfection on wastewater treatment plants at livestock farms, contains about 30 gas compounds belonging to the group of amines, amides, alcohols, disulfides, sulfides, mercaptans, in addition to the classic gases CH 4 , NH 3 , H 2 S, CO 2 .
Зона активного загрязнения может быть неоднородной и состоять, из различны составных частиц. Эффективный полив на осушительно-увлажнительной системе в дренируемых почвах, полного очищения не происходит, и через дрены дренажная вода должна собираться в замкнутые открытые коллекторы с последующей перекачкой этих дренажных вод в пруды-накопители дренажных вод. В результате отстоя дренажных вод за зимний период их хранения осадок полностью выпадает на дно пруда-накопителя, а при наличии большого количества выпадения снега зимой, весной происходит его таяние вместе с дождевыми осадками и дальнейшее разбавление водой для пруда-накопителя дренажных вод (не требуется забора чистой воды из реки - водоприемника, а также не требуются большие строительные затраты).The zone of active pollution may be heterogeneous and consist of different composite particles. Effective irrigation on the drainage and humidification system in the drained soils does not take place completely, and through the drainage drainage water should be collected in closed open collectors with subsequent transfer of this drainage water to the drainage storage ponds. As a result of sedimentation of drainage waters during the winter period of their storage, the sediment completely falls to the bottom of the storage pond, and if there is a large amount of snow falling in winter, it melts in the spring together with rainfall and further diluted with water for the drainage pond (water intake is not required). clean water from the river - water intake, and also does not require large construction costs).
Сооружение в виде пруда-накопителя дренажных вод и промывка его от осевшего осадка в виде ила и других частиц в ручьи и реки, может осуществляться только в половодье и ранней весной (по разрешению природоохранных организаций). Отсюда требования эколого-мелиоративной обстановки территории возрастают (в противном случае, предъявляются большие штрафные санкции).The construction in the form of pond storage of drainage water and flushing it from sedimented sediment in the form of sludge and other particles in streams and rivers can be carried out only during floods and in early spring (as authorized by environmental organizations). Hence, the requirements of the ecological and ameliorative situation of the territory increase (otherwise, large penalties are imposed).
Поэтому, учитывая такие животноводческие (свиноводческие) стоки, которые поступают из индустриальных очистных сооружений, вторым этапом является почвенная доочистка стока жидкой фракции навозных стоков (животноводческих стоков).Therefore, taking into account such cattle-breeding (pig-breeding) drains that come from industrial wastewater treatment plants, the second stage is the soil tertiary treatment of the runoff of the liquid fraction of manure runoff (livestock waste).
Мелиоративная система с использованием животноводческих стоков содержит орошаемые поля утилизации, как с близким залеганием грунтовых вод, так и с глубоким залеганием грунтовых вод, независимо от уклонов рельефа местности водосборной площади.The ameliorative system using livestock waste contains irrigated fields of utilization, both with close groundwater and deep groundwater, regardless of the slopes of the catchment area.
Открытый коллектор должен иметь замкнутый характер для недопущения из него сброса дренажного стока непосредственно в ручьи и реки (водоток), который накапливается за вегетационный период полива в коллекторах, и этот уровень всегда ниже расположения дренируемых дрен без подтопления последнихAn open collector must be closed in order to prevent drainage drainage directly from it directly into streams and rivers (watercourse) that accumulates during the vegetation period of irrigation in collectors, and this level is always below the location of drained drains without flooding the
Аккумулированные дренажные воды с помощью передвижной насосной станции (СНП) перекачивают в пруд-накопитель дренажных вод. Объем пруда-накопителя зависит от размера водосборной площади осушительно-дренажной сети вблизи орошаемого участка.Accumulated drainage water using a mobile pumping station (SNP) is pumped into the pond storage of drainage water. The volume of the storage pond depends on the size of the catchment area of the drainage and drainage network near the irrigated area.
Перенаполнение открытых замкнутых коллекторов не допускается в целях соблюдения экологической безопасности окружающей среды и животного мира, а также населенных пунктов.Refilling of open closed collectors is not allowed in order to comply with the ecological safety of the environment and wildlife, as well as human settlements.
Таким образом, чтобы сохранить фауну животного мира, дренажные воды аккумулируют вначале в открытых замкнутых коллекторах, далее перекачивают в пруд-накопитель дренажных вод с отстоем в последнем и с дальнейшей возможностью, позволяющей использовать эти накопленные воды на орошение в следующий год на дополнительной площади без их предварительного сброса в водоток (ручей, река, болото и т.д.), что рационально с оставшимся питательными веществами распределяется по территории площади, за счет подачи передвижной насосной станции с применением дождевальной техники, где при этом до этого по сухому почву «засевают» органическими удобрениями и такими гранулами, как агрегаторы воды (сорбента), затем запахивают и сильно поливают очищенными дренажными водами, гранулы сорбента которого накапливают воду и работают в автоматическом режиме, поддерживая необходимый для растения влажности, когда данный уровень падает ниже определенного порога, гранулы будут отдавать воду в почву. А при дожде вновь набухают, впитывая ее. Даже одного заполнения полимера водой может охватить весь вегетационный период. При этом большим плюсом является то, что гранулы не вымываются из почвы, благодаря чему срок их действия может составлять от 5 до 10 лет - все это улучшает экологическую обстановку.Thus, in order to preserve the fauna of the animal world, drainage waters are first accumulated in open closed reservoirs, then pumped into the storage pond of drainage waters with sediment in the latter and with a further opportunity to use these accumulated waters for irrigation in the following year on an additional area without them preliminary discharge into a watercourse (stream, river, swamp, etc.), which is rationally distributed with the remaining nutrients over the area, due to the supply of a mobile pumping station with It uses sprinkler equipment, where it is “sown” with organic fertilizers and such granules as water aggregators (sorbent) on dry soil, then plowed and watered strongly with purified drainage water, the sorbent granules of which accumulate water and work automatically, maintaining the necessary for a plant moisture, when this level falls below a certain threshold, the granules will release water into the soil. And when it rains, they swell again, absorbing it. Even a single filling of the polymer with water can cover the entire growing season. In this case, a big plus is that the granules are not washed out of the soil, so that their duration can be from 5 to 10 years - all this improves the ecological situation.
Отсюда вытекает, что по санитарным нормам с накоплением пруда-накопителя дренажного стока вода остается в нем на весь зимний период времени до весны с определением ее химического анализа на нарушение экологии окружающей среды для полива на второй год ее использования в сочетании использования на дополнительном поле с применением суперабсорбента, состав продукта которого позволяет также поглощать из почвы не толку влагу, но и микроэлементы, т.е. выступать в качестве удобрения.From this it follows that according to sanitary standards with accumulation of the pond-reservoir of drainage flow, water remains in it for the entire winter period until spring with the determination of its chemical analysis for environmental disturbance for irrigation in the second year of its use in combination with an additional field using superabsorbent, the composition of the product of which also makes it possible to absorb not so much moisture from the soil, but also trace elements, i.e. act as a fertilizer.
Следует отметить, что известные технологии циклического орошения с целью восстановления плодородия орошаемых земель, каждое поле восьмипольного севооборота будет под орошением только 4 года, то есть 50% продолжительности ротации, а четыре года восстанавливает утраченные свойства (1. Альтернативная система орошаемого земледелия - ФГНУ «РосНИИИПМ. - Новочеркасск: ООО «Геликни», 2007. 2. Щедрин В.Н., Бредихин Н.П. Способ мелиорации черноземов а. с. SU №1217309, A01G 25/00, 1986).It should be noted that the known technologies of cyclic irrigation to restore the fertility of irrigated lands, each field of eight-field crop rotation will be under irrigation only 4 years, that is 50% of the duration of rotation, and four years restore lost properties (1. Alternative irrigated agriculture - FGNU RosNIIIPM - Novocherkassk: LLC "Helikni", 2007. 2. Shchedrin V.N., Bredikhin N.P. Method of reclamation of black soil of the atelier, SU, No. 1217309, A01G 25/00, 1986).
Для осуществления циклического орошения рекомендуется применять переносные комплекты дождевального оборудования, полустационарные и мобильные системы капельного орошения, дискретный способ полива с прерывистой подачи воды во временные борозды, мобильные полустоционарные системы аэрозольного увлажнения для освежающих поливов участков, находящихся в режимах богары, в период воздушной засухи и суховеев.For the implementation of cyclic irrigation, it is recommended to use portable sets of sprinkling equipment, semi-stationary and mobile drip irrigation systems, a discrete irrigation method with intermittent water supply during temporary furrows, mobile semi-stationary aerosol moistening systems for refreshing irrigation of areas in rainfed conditions during air drought and dry winds .
По мнению авторов, в богарном цикле для воспроизведения плодородия почв следует возделывать многолетние травы, в частности люцерну (с. 14). Одновременно ими указывается, что важную роль в поддержании жизнеспособность почв играет влажность и порозность, т.е. воздушный режим почвы. Оптимальная экологическая гармония в почвах - это когда вода и воздух содержаться в равных по объему количествах, что соответствует влажности почвы на уровне 60% НВ. Экологический оптимум влажности почвы для нормального роста развития трав составляет 65-80% НВ, т.е. для выращивания в засушливой зоне требуется большая влажность почвы (с. 4-5).According to the authors, perennial grasses, in particular alfalfa, should be cultivated in the rainfed cycle to reproduce soil fertility (p. 14). At the same time, they indicate that moisture and porosity play an important role in maintaining soil viability, i.e. soil air regime. Optimum ecological harmony in soils is when water and air are contained in equal amounts by volume, which corresponds to a soil moisture content of 60% HB. Ecological optimum soil moisture for normal growth of grass development is 65-80% HB, i.e. growing in the arid zone requires high soil moisture (p. 4-5).
Известны технологии земледелия с минимальной «нулевой» обработки почвы, с мульчированием поверхности почвы соломой (Урванцев Г.С. Встречи на Пензенской земле. - МиВХ. - 2008, №4. - с. 2.5).The technologies of farming with minimal “zero” tillage, with mulching of the soil surface with straw are known (Urvantsev, GS Meetings on the Penza land. - MiVH. - 2008, No. 4. - p. 2.5).
В статье указываются недостатки земледелия со вспашкой почвы:The article points out the disadvantages of farming with plowing the soil:
- при вспашке почвы капилляры отсекаются подплужной подушкой, и пахотный слой лишается подпитки грунтовыми водами;- when plowing the soil, the capillaries are cut off by the under-bed cushion, and the arable layer is deprived of groundwater;
- вспаханная почва, лишенная растительного покрова, нагревается до 50°С и более, что угнетает жизнедеятельность почвенных микроорганизмов, а закрытая зеленым «одеялом» нагревается в среднем до 20°С.- plowed soil devoid of vegetation cover heats up to 50 ° C or more, which inhibits the vital activity of soil microorganisms, and closed with a green “blanket” heats up to an average of 20 ° C.
При мульчировании почвы растительными остатками, вследствие хорошей аэрации почвы микробы разлагают их за один год. Солома, укрывающая землю, защищает землю от суховеев и уменьшает испарение влаги из почвы.When mulching the soil with plant residues, due to good aeration of the soil, microbes decompose them in one year. Straw covering the ground protects the ground from dry winds and reduces the evaporation of moisture from the soil.
Дождевые черви, вносимые на поля, создают в грунте множество микродренажных ходов, по которым в почву поступает воздух и оставляет свою влагу на стенках ходов, где развиваются микроорганизмы. Дождевые черви являются природными пахарями почвы.Earthworms, introduced into the fields, create in the soil a multitude of microdrainage passages, through which air enters the soil and leaves its moisture on the walls of the passages, where microorganisms develop. Earthworms are natural soil plowmen.
Недостатком применяемой технологий с минимальной «нулевой» обработкой почвы и мульчирование почвы соломой является неиспользование для поднятия урожайности и сельхозкультур орошения - это отсутствие применения органических удобрений животноводческих стоков в определенных дозах и их использование с другими вносимыми экологической чистого сорбента «засеянного» по всему полю, особенно в засушливых районах, когда он имеет следующие преимущества:The disadvantage of the applied technologies with minimal “zero” tillage and soil mulching with straw is non-use for raising crop yields and irrigation crops - this is the lack of organic fertilizer use of livestock waste in certain doses and their use with other applied ecological pure sorbent “sown” throughout the field, especially in dry areas when it has the following advantages:
- увеличивает влагоудерживающую емкость почв в течение нескольких лет;- increases the water-holding capacity of the soil for several years;
- частота орошения (полива) может, снижена на 75%;- the frequency of irrigation (irrigation) can be reduced by 75%;
- снижает потери воды и питательных веществ, вносимых с животноводческими дренажными водами, и они не вымываются из почвы;- reduces the loss of water and nutrients introduced with livestock drainage water, and they are not washed out of the soil;
- снижает испарение воды из почвы;- reduces evaporation of water from the soil;
- улучшает физические свойства плотных почв, увеличивая аэрацию;- improves the physical properties of dense soils, increasing aeration;
- увеличивает рост растений, т.к. вода и питательные вещества постоянно доступны в корневой зоне для оптимального впитывания растений;- increases plant growth, because water and nutrients are constantly available in the root zone for optimal absorption of plants;
- при поливе животноводческими дренажными водами питательные вещества не уходят в подземные воды, а наоборот задерживаются, когда пахотный слой для дерново-подзолистых супесчаных почв Нечерноземья составляет 20 см, именно этот слой, не обходимо учитывать в осущительно-увлажнительных землях.- when irrigating livestock drainage waters, nutrients do not go into groundwater, but rather linger when the topsoil for sod-podzolic sandy soil of the Nonchernozem soil is 20 cm, it is this layer that needs to be taken into account in wet and damp lands.
Именно в этом слое должны сохраняться удобрения, он обрабатывается и лучше оструктурен, богаче гумусом, чем нижележащие слои. Кроме того, необходимо учитывать возможность близкого залегания грунтовых вод, а для получения высоких урожаев важно, чтобы подаваемые удобрения с дренажной водой удобрения животноводства, в том числе и разброс равномерно по полю экологически чистых компонентов, остались в пахотном слое, равномерно по площади в расчетном слое увлажнения и полив проводить без сброса для сохранения экологической обстановки, и отсутствия попадания в грунтовые воды, в конечном итоге в реки, ручьи, озера, вызывая там бурный рост водной растительности, микроорганизмов, цветение воды, так как только 40…60% вносимых азота, калия, фосфора удобрений усваиваются растениями, остальное количество закрепляется в почве в недоступном для питания растений соединений их, т.е. удерживать длительное время в почве основные питательные элементы для растений и тем самым повышать урожайность сельскохозяйственных культур, решая проблему и увлажнения почвы в засушливые периоды.It is in this layer that fertilizers should be preserved, it is processed and better structured, richer in humus than the underlying layers. In addition, it is necessary to take into account the possibility of close occurrence of groundwater, and to obtain high yields, it is important that the fertilizers supplied with drainage water are livestock fertilizers, including the spread evenly over the field of environmentally friendly components, remain in the plowing layer, evenly over the area in the calculated layer humidification and watering should be carried out without discharge to preserve the ecological situation, and without falling into groundwater, ultimately into rivers, streams, lakes, causing rapid growth of aquatic vegetation, micro -organisms, flowering water, since only 40 ... 60% of the introduced nitrogen, potassium, phosphorus fertilizer absorbed by plants, the rest is fastened in the soil of the reach of their plant nutrient compounds, i.e., retain for a long time in the soil the main nutrients for plants and thereby increase crop yields, solving the problem and moistening the soil during dry periods.
Можно привести аналог способа применения удобрений, при котором располагают культуры в севообороте по количеству применения удобрения питательных веществ с внесением оптимальных доз макро- и микроэлементов (С.А. Воробьев «Севообороты в специализированных хозяйствах Нечерноземья». - М.: Россельхозиздат, 1982, с. 30 и 31). Однако он имеет следующие недостатки: в кислых почвах недостаточно количество доступных для растений таких питательных элементов, например, серы, что снижает гуминификацию; при чередовании культур в севообороте соединения фосфора и азота растворяются недостаточно, образуя вредные для микроорганизмов формы. Кроме того, в кислых почвах образуются химические соединения, малодоступные растениям. Все это снижает урожайность возделываемых культур; недостаток серы, особенно под зерновыми, нарушает углеводный обмен и тем самым тормозит образование аминокислот, что снижает качество сельхозпродукции.You can bring an analogue of the method of fertilizer application, in which crops are located in crop rotation by the amount of nutrient fertilizer application with the introduction of optimal doses of macro- and microelements (S.A. Vorobyev “Crop rotations in specialized farms of the Non-Black-Earth Region”. - 30 and 31). However, it has the following disadvantages: in acidic soils there are not enough nutrients available to plants, for example, sulfur, which reduces the minimization; with the alternation of crops in the crop rotation, the compounds of phosphorus and nitrogen dissolve insufficiently, forming forms harmful to microorganisms. In addition, in acidic soils, chemical compounds are formed that are inaccessible to plants. All this reduces the yield of cultivated crops; the lack of sulfur, especially under cereals, disrupts carbohydrate metabolism and thereby inhibits the formation of amino acids, which reduces the quality of agricultural products.
По результатам проведенного патентного поиска аналогов изобретения к заявленному способу обогащения почвы водой с помощью суперабсорбента и использования животноводческих дренажных вод не обнаружено.According to the results of a patent search for analogues of the invention to the claimed method of enriching the soil with water using a superabsorbent and using livestock drainage water was not found.
Известна оросительная система с использованием местного стока, включающая в себя орошаемые участки на водосборной площади, связанные между собой закрытыми распределителями двухстороннего действия через пруд-накопитель, расположенный в нижнем бьефе водохранилища, поливные безуклонные каналы с подпорно-регулирующими сооружениями и прудами-распределителями посередине полей вдоль горизонталей местности, закрытые распределители двухстороннего действия включают дифференцированные узлы водораспределения, состоящие из водоудерживающего валика выше поливных безуклонных каналов и расположенного под ним водовыпуска-водоспуска, пропускающего воду в примыкающий ниже по рельефу пруд-накопитель и в зарытый распределитель двухстороннего действия, при этом для эффективного управления распределением воды между орошаемыми участками расположены задвижки на закрытом распределителе двухстороннего действия выше отвода в водовыпуск-водоспуск, на водовыпуске водоудерживающего валика и на выходе в пруд-накопитель (Патент №2467561, A01G 25/00 от 20.07.2012).Known irrigation system using local runoff, which includes irrigated areas in the catchment area, interconnected closed two-way distributors through the storage pond located in the downstream of the reservoir, irrigation-free channels with retaining-regulating structures and ponds-distributors in the middle of the fields along horizontals of the terrain, closed double-acting distributors include differentiated water distribution nodes consisting of water retaining roller above the irrigation channelless and located under it a water outlet-drainage system that allows water to flow into the reservoir adjoining below the relief and into the buried double-sided distributor, while for efficient control of the water distribution between the irrigated areas the valves are located on the closed double-sided distributor above the drain in the water outlet-water outlet, on the water outlet of the water retaining roller and at the exit to the storage pond (Patent No. 2467561, A01G 25/00 dated July 20, 2012).
Система снабжена целым рядом устройств с элементами системы, что по технологическим причинам требует устройства на орошаемом участке многочисленных прудов-распределителей с водовыпускми, вследствие чего эксплуатация такого орошаемого участка создает трудности его обработки механизированными машинами, а также возникают трудности применения осушительно-увлажнительных поливов с использованием животноводческих стоков свиноводческих) с применением дождевальной техники, как и с применением полевой машины, создания, например, на базе разбрасывателя органических удобрений (навоза) и гранул суперабсорбента равномерно по всему участку, конвейером, разбрасывающим устройством, механизмом привода и электрооборудованием. В такой полевой машине в передней части разбрасывателя устанавливают бункер для органических твердых отходов животноводства, дозирующее устройство при заданной ширине захвата разбрасывающего устройства и гранул суперабсорбента.The system is equipped with a number of devices with elements of the system, which for technological reasons requires the installation of numerous distribution ponds with water outlets on the irrigated area, as a result of which the operation of such an irrigated area creates difficulties in its processing by mechanized machines, and also there are difficulties in using drainage-wetting irrigation using animal pig stocks with the use of irrigation equipment, as well as with the use of a field machine, creating, for example, on the basis of zbrasyvatelya organic fertilizer (manure) and superabsorbent granules uniformly over the entire area, conveyor spreading device, the drive mechanism and the electrical equipment. In such a field machine, in front of the spreader, a bunker for organic solid animal waste, a dosing device at a given width of the spreading device and superabsorbent granules are installed.
Известно, что органические удобрения под основную обработку вносят не менее 40 т/га навоза, загружаемого в разбрасыватель, органических удобрений (10 т), достаточно для внесения на площади 0, 25 га. В этом случае гранулы суперабсорбента, выступающего в роли агрегатора воды способного поглощать определенное количество воды после «засева» необходимо внести на этой площади не более 250-300 кг. Таким образом, такой агрегат вносит в передней части органические животноводческие твердые удобрения, а в задней - гранулы суперабсорбента и при движении агрегата органические твердые удобрения прикрывают гранулы суперабсорбента, а затем проводят вспашку и под посевную культивацию. Таким образом, известная система не может быть применена для осушительно-увлажнительных поливов сточными водами и животноводческими стоками.It is known that organic fertilizers for the main treatment make at least 40 t / ha of manure loaded into the spreader with organic fertilizers (10 tons), enough to spread on the area of 0.25 ha. In this case, the granules of the superabsorbent, acting as a water aggregator capable of absorbing a certain amount of water after "sowing", it is necessary to deposit no more than 250-300 kg in this area. Thus, such a unit introduces organic livestock solid fertilizers in the front part, and in the back part - granules of superabsorbent and during movement of the unit organic solid fertilizers cover the superabsorbent granules, and then plowing and under sowing cultivation. Thus, the known system cannot be applied to drainage-wetting irrigation with sewage and livestock waste.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является мелиоративная водооборотная система, включающая оросительную сеть с напорным водоводом и насосную станцию. Оросительная сеть ограждена сбросным водоводом и расположена по рельефу местности выше осушительной сети. Магистральный канал осушительной сети соединен со сбросным водоводом и прудом-накопителем. Пруд-накопитель и водохранилище снабжены водорегулирующими устройствами, а водохранилище соединено с рекой обводным каналом в обход пруда-накопителя. В процессе эксплуатации стоки поступают в пруд-накопитель, разбавляются водой из водохранилища и вновь подаются на орошение, замыкая водооборот в смесителе (Авторское свидетельство SU №14252716, Е02В 11/00 от 23.09.1988).The closest technical solution to the present invention is a reclamation water circulation system, including an irrigation network with a pressure water conduit and a pumping station. The irrigation network is fenced by a discharge conduit and is located on the terrain above the drainage network. The main channel of the drainage network is connected to the discharge conduit and the storage pond. The storage pond and the reservoir are equipped with water regulating devices, and the reservoir is connected to the river by a bypass channel, bypassing the storage pond. During operation, the effluent enters the storage pond, is diluted with water from the reservoir and re-fed for irrigation, closing the water circulation in the mixer (Copyright Certificate SU No. 14252716,
Недостатками данной системы являются дополнительные затраты подачи воды в пруд-накопитель и разбавленных стоков для орошаемого участка, что не всегда возможно. Так как в летние жаркие периоды ручьи в основном пересыхают, а прилегающие реки также мелеют. Кроме того, необходимо строить водохранилище больших объемов для накопления чистой воды из реки - водоприемника, что удорожает строительство в целом мелиоративной системы. Другим недостатком является то, что поля утилизации животноводческих стоков, где осуществляется восстановление плодородие почвы поддерживанием оптимальной влажности, близкой к 60% НВ, зависят также от способа и технологии полива, степени их обработки, исходной влажности и динамики, подстилающих почвогрунтов и динамики ее изменения по горизонтам, т.е. от комплексного подхода применения с экологической точки зрения способа экологически чистой для почвы засеянной, например, специальными гранулами суперабсорбента вместе с разбросом животноводческого навоза (крупного рогатого скота или свиноводства), гранулы суперабсорбента которого способны аккумулировать достаточный объем воды, а затем в сухую погоду, при снижении влажности уровня влажности вокруг гранул суперабсорбента ниже определенного уровня, эти связи должны меняться с матрицей рвутся, и структура жидкости меняется, что позволяет высвободиться в почву, т.е. водоемкий гранулированный суперабсорбент можно вносит в почву вместе с удобрениями. Технология под названием «Твердая вода», как уже было отмечено выше, позволит не менее чем, вдвое сократить затраты на орошение новых участков (полей) и объем воды, достаточный, накопленный дренажных вод в пруду-накопителе на весь эксплуатационный сезон, достаточный для выращивания сельскохозяйственных культур, ведь при этом и такие гранулы суперабсорбента могут поглощать из почвы не только влагу, но и микроэлементы из навоза и полива дренажными водами, замыкая водооборот на сухом поле полива.The disadvantages of this system are the additional costs of supplying water to the storage pond and diluted wastewater for the irrigated area, which is not always possible. Since during the hot summer periods the streams mostly dry up, and the adjacent rivers also become shallow. In addition, it is necessary to build a reservoir of large volumes for the accumulation of clean water from the river - a water intake, which increases the cost of building the whole melioration system. Another disadvantage is that the disposal fields for livestock waste, where soil fertility is restored by maintaining optimal humidity close to 60% of HB, also depend on the irrigation method and technology, the degree of their treatment, initial moisture and dynamics, underlying soils and the dynamics of its change horizons, i.e. from an integrated approach from the environmental point of view of the environmentally friendly method for sowing soil, for example, with special superabsorbent granules along with the spread of livestock manure (cattle or pig breeding), whose superabsorbent granules are able to accumulate a sufficient amount of water, and then in dry weather, while reducing moisture levels around the superabsorbent granules below a certain level, these bonds must change with the matrix breaks, and the structure of the liquid changes, allowing It is likely to be released into the soil watery granular superabsorbent can be applied to the soil along with fertilizers. The technology called “Hard Water”, as already noted above, will allow not less than to halve the cost of irrigating new plots (fields) and the volume of water, sufficient accumulated drainage water in the storage pond for the entire operating season, sufficient for growing agricultural crops, because at the same time such granules of superabsorbent can absorb not only moisture from the soil, but also trace elements from manure and irrigation with drainage waters, closing the water circulation on a dry irrigation field.
Таким образом, в известном техническом решении эксплуатацию мелиоративной системы затрудняет наличие цикличности работы, вследствие чего сооружения, прилегающие к участку реки-водоприемника. Имеют большие размеры, при этом дренажные воды могут сбрасываться без учета специфики орошения животноводческими стоками (крупного рогатого скота или свиноводства) в вегетационный период времени года.Thus, in a known technical solution, the operation of the ameliorative system makes it difficult to operate cyclically, as a result of which the structures adjacent to a section of the river are a water intake. They are large, while drainage water can be discharged without taking into account the specifics of irrigation with livestock waste (cattle or pig breeding) during the growing season of the year.
Заявленное изобретение направлено на решение следующей задачи: эффективный и дешевый способ комплексного подхода использования органических удобрений и полимера (суперабсорбента), который сильно полить его водой и он начинает работать в автоматическом режиме, поддерживая необходимый для растения уровень влажности и повышении плодородия почвы при вспашке на данном осваиваемом поле орошения с использованием дренажных вод и повышение производительности, получение экологически безопасной продукции.The claimed invention is directed to solving the following problem: an effective and cheap way of an integrated approach using organic fertilizers and a polymer (superabsorbent), which is watered heavily with water and it starts working in automatic mode, maintaining the moisture level required by the plant and increasing soil fertility when plowing at a given developing irrigated fields using drainage water and increasing productivity, obtaining environmentally safe products.
Техническим результатом заявленного изобретения является расширение технологических возможностей безопасной малозатратной и экологически чистой использования дренажных вод животноводства с повышением активности почвенных микроорганизмов, снижение плотности почвы и повышение гумусированности почвы.The technical result of the claimed invention is the expansion of technological capabilities of safe low-cost and environmentally friendly use of drainage waters of livestock with an increase in the activity of soil microorganisms, a decrease in soil density and an increase in soil humification.
Технический результат достигается тем, что способ обогащения почвы водой с помощью суперабсорбента и использованием дренажных животноводческих стоков на дерново-подзолистых почвах центрального Нечерноземья, предусматривающий дренажную сеть, впадающую в искусственно созданные по границам полей сбросные дренажные каналы, имеющие уклон к открытому замкнутому коллектору сбора дренажных вод с передвижной насосной перекачивающей станцией в пруд-накопитель дренажных вод поливных животноводческих стоков с осушительно-дренажных полей, и он заполняется в осенний период после окончания полива осушительно-увлажнительных полей с возможностью выпадения взвешенных частиц из дренажной воды в зимний период его заполнения в первый год, проведения отстаивания и подачи во втором году дренажной воды с помощью закрытого распределительного трубопровода на орошение насосами для дождевальной техники, и осуществлении вспашки по сухому полю, на котором вносят одновременно органические твердые удобрения с гранулами суперабсорбента, осуществляют за один проход агрегатом, причем каждую полосу органических удобрений прикрывают сосной с ней и равной по ширине полосой гранулами суперабсорбента, затем заделывают в почву дисковыми боронами в слой почвы 12-20 см, а после запахивают органические твердые удобрения с гранулами суперабсорбента, которые выступают в роли агрегатора воды, способного поглощать жидкость с последующим поливом дренажной воды с помощью дождевальной техники, упомянутых дренажных вод из пруда-накопителя, при этом полив поля на котором внесены органические удобрения, и гранулы суперабсорбента проводят с уменьшением влажности почвы в активном слое почвы сухого поля до нижнего уровня оптимальной влажности, при этом гранулы суперабсорбента начинают аккумулировать максимума своей возможности, не разрушающей структуры почвы, причем подачу дренажных вод с допустимым расходом дождевания и длительностью, обеспечивающей постепенное впитание дренажных вод и одновременно забирания воды гранулами суперабсорбента в почве без нарушения ее структуры и ухудшения качества полива, причем при осуществления вспашки по сухому полю, на котором вносят органические удобрения с гранулами суперабсорбента, формируют состав смеси травостоя естественно растущего на данном поле с заданной нормой высева.The technical result is achieved in that the method of enriching the soil with water using superabsorbent and using drainage livestock waste on sod-podzolic soils of the central Non-Black Earth region, providing for a drainage network flowing into artificially created drainage channels along artificially created fields, sloping towards an open closed drainage collection collection with a mobile pumping station in the storage pond of drainage waters of irrigated livestock waste from drainage and drainage fields, and it is filled in the autumn period after the end of irrigation of drainage and humidification fields with the possibility of precipitation of suspended particles from the drainage water in the winter period of its filling in the first year, carrying out sedimentation and supplying the drainage water in the second year using a closed distribution pipeline for irrigation with pumps for sprinkling equipment, and the implementation of plowing on a dry field, on which organic solid fertilizers are simultaneously applied with superabsorbent granules, is carried out in one pass by an aggregate, each A strip of organic fertilizers is covered with pine with it and an equal width strip of superabsorbent granules, then buried in the soil with disk harrows 12-20 cm in the soil layer, and after that organic organic fertilizers are pelted with granules of superabsorbent that act as a water aggregator capable of absorbing liquid with the subsequent irrigation of drainage water with the help of a sprinkler technique, the said drainage waters from the storage pond, while irrigating the field on which organic fertilizers are applied, and the superabsorbent granules are carried out with decreasing soil moisture in the active soil layer of a dry field to a lower level of optimal humidity, while the superabsorbent granules begin to accumulate the maximum of their capabilities, not destroying the soil structure, with the supply of drainage water with acceptable sprinkling flow and duration ensuring the gradual absorption of drainage water and at the same time taking water granules of superabsorbent in the soil without disturbing its structure and degrading the quality of irrigation, moreover, when plowing through a dry field on which rganicheskie fertilizer with granules of superabsorbent material, the mixture is formed naturally grass growing on a given field to a predetermined seeding rate.
Новизна заявляемого технического решения обусловлена тем, что дренажная сеть своей расположенностью позволяет направить дренажные воды в искусственно созданные по границам полей сбросные дренажные каналы с учетом специфики орошения животноводческими стоками, а также сбора таких дренажных вод, т.е. вначале они аккумулируются. С помощью передвижной насосной станции, аккумулированные дренажные воды перекачивают в пруд-накопитель дренажных вод и проводят их отстаивания в период зимнего времени до весны следующего года, когда окружающая температура становится положительной, т.е. идет интенсивное таяние снега и образуются паводковые водотоки. Таким образом, нет необходимости в специальных мероприятиях по их очистке. При этом за счет гидравлического уклона дна пруда-накопителя дренажных вод кратковременно производят смыв осевших на дно взвешенных частиц (веществ), а верхние очищенные слои воды повторно используют на другие поля орошения с помощью насосной станции, тем самым обеспечивается экологическое равновесие природной среды с учетом освобождения ее разбавлением снегом достаточного объема, выпавшего за период отстаивания дренажных вод в зимний период. Такие воды могут быть использованы для орошения дождеванием (при отсутствии в них запаха и т.д.) с аккумулированием в пруду-накопителе дренажных вод.The novelty of the proposed technical solution is due to the fact that the drainage network of its location allows directing the drainage water into the drainage canals artificially created along the borders of the fields, taking into account the specifics of irrigation with livestock drains, as well as the collection of such drainage waters, i.e. at first they accumulate. With the help of a mobile pumping station, the accumulated drainage water is pumped into the storage pond of drainage water and they are sedimented during the winter time until the spring of the next year, when the ambient temperature becomes positive, i.e. snow is melting intensively and flood streams are formed. Thus, there is no need for special measures for their cleaning. At the same time, due to the hydraulic slope of the bottom of the pond of the drainage water, the suspended particles (substances) settled on the bottom are washed off for a short time, and the upper purified water layers are reused to other irrigation fields using a pumping station, thereby ensuring the ecological balance of the natural environment, taking into account the release its dilution with snow of sufficient volume that fell out during the period of sedimentation of drainage waters in the winter period. Such waters can be used for irrigation by sprinkling (in the absence of odor in them, etc.) with accumulation of drainage water in the storage pond.
Порядок реализации процесса полива животноводческими стоками через дренаж почвы будет зависеть от параметров открытого коллектора с аккумулированием дренажных вод за период вегетации культуры, гидравлических характеристик закрытых распределителей и дождевальных машин.The order of implementation of the irrigation process with livestock waste through soil drainage will depend on the parameters of the open collector with accumulation of drainage water during the growing season of the crop, the hydraulic characteristics of closed distributors and sprinkler machines.
До подачи аккумулированных в пруду-накопителе дренажных вод, готовят сухое поле для внесения одновременно органических твердых удобрений (навоз) и гранулы суперабсорбента перед вспашкой поля. Проводят за один проход одним агрегатом разбрасывания, и каждую полосу прикрывают сосной с ней и равной по ширине полосой гранулами суперабсорбента, которые вместе с органическими удобрениями заделывают в почву дисковыми боронами в слой почвы 12-20 см. После все запахивают, проводят выравнивание. Гранулы суперабсорбента в этом случае выступают в роли агрегатора воды, способного поглощать жидкость с последующим поливом дренажной водой с помощью дождевальной техники, при этом полив проводят с уменьшением влажности почвы в активном слое почвы до нижнего уровня оптимальной влажности, когда сами гранулы суперабсорбента начинают аккумулировать, при этом до максимума своей возможности подачу дренажных вод дождевальными машинами не нарушая саму структуру почвы и возможность накапливать в них удобрения, после этого выравнивания почвы при осуществлении вспашки по сухому полю на котором вносят органические удобрения с гранулами суперабсорбента, формируют состав смеси травостоя естественно растущего на данном поле с заданной нормой высева, а затем начинают полив дренажными водами. Данное поле уже включает следующие химические соединения: азот, фосфор, калий и т.п., которые с гранулами суперабсорбента поступают в пахотную почву, поле, по поверхности которого распределяется равномерным слоем органические удобрения и гранулы суперабсорбента, которые затем отдают в почву недостающее количество воды в течение всего вегетационного периода - однократного заполнения полимера водой. Гранулы суперабсорбента не вымываются из почвы, что позволяет, вносит их в почву, в использовании их действия от 5 до 10 лет применения. Количество суперабсорбента, вносимого с органическими удобрениями, определяется типом выращиваемых на данном поле растений и их потребностью в воде. Новизна также в том, что они имеют способность не распадаться зимой - это позволяет исключить сезонное удаление «твердой воды» из почвы, что для многих регионов с суровым климатом приобретает особое значение, а значит, позволяет снизить объем потребляемой влаги из пруда-накопителя дренажных вод, достаточной для оптимального увлажнения почвы весной и летом, в сравнении с объемом расходуемой при традиционном поливе в пределах 50%, соответственно способствует снижению экономических затрат.Prior to supplying the drainage waters accumulated in the pond, they are preparing a dry field for applying organic solid fertilizers (manure) and superabsorbent granules at the same time before plowing the field. One spreading unit is carried out in one pass, and each strip is covered with pine with it and an equal width strip of superabsorbent granules, which, together with organic fertilizers, are embedded in the soil with disk harrows 12-20 cm in the soil. In this case, the superabsorbent granules act as a water aggregator capable of absorbing liquid followed by irrigation with drainage water using sprinkler technology, while irrigation is carried out with a decrease in soil moisture in the active soil layer to the lower level of optimal humidity when the superabsorbent granules themselves begin to accumulate, with this is to the maximum of its ability to supply drainage water with sprinkler machines without disturbing the soil structure itself and the ability to accumulate fertilizer in them, after this leveling the soil in carrying out plowing dry field which make organic fertilizer with granules of superabsorbent material, the mixture is formed naturally grass growing on a given field to a predetermined seeding rate, and then begin irrigation drainage water. This field already includes the following chemical compounds: nitrogen, phosphorus, potassium, etc., which with the superabsorbent granules enter the arable soil, the field over the surface of which the organic fertilizers and superabsorbent granules are distributed by a uniform layer, which then give the missing amount of water to the soil during the whole vegetation period - single filling of the polymer with water. The superabsorbent granules are not washed out of the soil, which allows them to be applied to the soil, and their action may take from 5 to 10 years to use. The amount of superabsorbent applied with organic fertilizers is determined by the type of plants grown in this field and their need for water. The novelty is that they have the ability not to disintegrate in winter - this eliminates the seasonal removal of "hard water" from the soil, which is of particular importance for many regions with a harsh climate, and therefore reduces the amount of moisture consumed from the drainage pond sufficient for optimal soil moisture in spring and summer, in comparison with the volume consumed with traditional irrigation within 50%, respectively, contributes to lower economic costs.
По данным патентной и научно-технической литературы не обнаружено аналогичное техническое решение, что позволяет судить об инновации предложенного технического решения, и позволяет судить об изобретательском уровне предложения.According to the patent and scientific literature, a similar technical solution was not found, which allows to judge about the innovation of the proposed technical solution, and allows to judge about the inventive level of the proposal.
На чертеже изображена схема для обогащения почвы водой с помощью суперабсорбента и использованием дренажных животноводческих стоков.The drawing shows a diagram for enriching the soil with water using a superabsorbent and using drainage livestock waste.
Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.
Первоначально используют земледельческие поля орошения (ЗПО) на осушительно-увлажнительной системе с напорным магистральным трубопроводом 1, распределительный трубопровод 2 с регулирующей задвижкой 3. Осушительно-увлажнительную систему 4 снабжают дренажными закрытыми трубопроводами 5, выход которых в виде устья соединяют с открытыми сбросными каналами 6 и 7. Сбросные каналы 6 и 7 имеющие уклон, посредством труб 8 и 9 с задвижками, соединяют с замкнутым коллектором 10 сбора дренажных вод с передвижной насосной станцией 11, расположенной на берегу коллектора 10, далее воду подают в пруд-накопитель 12 дренажных вод и снабжают колодцем 13 с задвижкой 14, установленной на сбросном трубопроводе 15. Пруд-накопитель 12 дренажных вод также включает отводящую трубу 16 с задвижкой 17 и насосную станцию 18, которую располагают у подошвы (основания) пруда-накопителя 12, подсоединяют к напорному трубопроводу 19 с оросительной сетью 20 с регулирующими сооружениями.Initially, agricultural irrigation fields (ZPO) are used on a drainage and humidification system with a pressure main pipeline 1, a distribution pipeline 2 with a regulating valve 3. A drainage and
Прежде чем приступить для влагонасыщения почвы органическими удобрениями животноводства (крупный рогатый скот или свиноводство) в виде твердого осадка навоза и применения гранул суперабсорбента, выступающего в роли агрегатора воды, по мере их накопления не менее 40 т/га навоза достаточно для внесения на площади 0,25 га. В этом случае гранулы суперабсорбента необходимо внести на этой площади не более 250-300 кг. Перед началом работы машину загружают удобрениями и гранулами суперабсорбента. После заезда агрегата в загонку поля включают привод разбрасывающих и дозирующих устройств, осуществляют процесс разбрасывания равномерно по полю известными машинами-разбрасывателями твердой фракции навоза и гранул суперабсорбента ровным слоем. При этом в передней части агрегата вносят навоз, а в задней - гранулы суперабсорбента и при движении агрегата гранулы суперабсорбента прикрывают органические удобрения (навоз).Before proceeding to moisture saturation of the soil with organic fertilizers of livestock (cattle or pig breeding) in the form of solid manure sludge and the use of superabsorbent granules acting as a water aggregator, as far as they accumulate at least 40 t / ha of manure, it is sufficient to spread over an area of 0, 25 hectares In this case, the superabsorbent granules must be applied on this area no more than 250-300 kg. Before starting work, the machine is loaded with fertilizers and superabsorbent granules. After the unit is driven into the field, the spreaders and metering devices are driven, the spreading process is carried out evenly across the field by the known spreader machines of the solid fraction of manure and the superabsorbent granules in an even layer. At the same time, in the front part of the unit, manure is applied, and in the back part - superabsorbent granules and, during the movement of the unit, superabsorbent granules cover organic fertilizer (manure).
При внесении каждой последующей полосы основной дозы органических удобрений и суперабсорбента край полосы органических удобрений используют в качестве маркерного следа, так как он более наглядно показывает границу движения агрегата.With the introduction of each subsequent strip of the main dose of organic fertilizers and superabsorbent, the edge of the strip of organic fertilizers is used as a marker trace, as it more clearly shows the boundary of the movement of the aggregate.
Подача дренажной воды из пруда-накопителя 12 определяет не только влагонасыщения почвы и гранул суперабсорбента, но и определяет в ней действие на твердую фракцию навоза и доступного азота, так как это необходимо в первую очередь для нормального питания не хватает азота.The supply of drainage water from the storage pond 12 not only determines the moisture saturation of the soil and superabsorbent granules, but also determines the effect on the solid fraction of manure and available nitrogen, since it is necessary primarily for normal nutrition is not enough nitrogen.
Следовательно, для повышения удобрительных свойств навоза, с заданным соотношением в толще почвы еще не достаточно, на элементы разложения и питания растений вносят полив дренажных вод и одновременно насыщения (заполнения) водой гранул суперабсорбента, увеличивая влагозадерживающую емкость почв, при этом частота орошения может снижаться на 75% и, снижая испарения воды из почвы, снижают и потери питательных веществ из почвы и отсутствия их вымывания. Срок и разнообразие состава органических удобрений с суперабсорбентом позволяют на момент подготовленного поля сеяния смеси травостоя естественно растущего на дерново-подзолистых супесчаных почвах Нечерноземья, использовать запас воды доступного для органических удобрений содержащего высокое содержание доступного азота, как стимулятор для интенсивного развития микроорганизмов разложения навоза и отслеживания развитие сеяной смеси, например, многолетних трав (рост, ускорение и уборка урожая) в течение определенного времени года, а в случае необходимости проводят дополнительно полив дренажными водами (1-2) раза в течение сезона), или использования атмосферных осадков в виде дождя, повышая возможность добирать и накапливать воду для обеспечения почвы достаточным количеством влаги в течение всего вегетационного периода, способного поглотить до 500 литров жидкости на один килограмм гранул суперабсорбента, который вносят вместе с удобрениями. По мере высыхания почвы гранулы суперабсорбента начинают отдавать воду в почву до нужного уровня насыщения. В целом это способствует повышению экологической чистоты урожая на поле.Consequently, to improve the fertilizing properties of manure, with a given ratio in the soil thickness is not enough, irrigation of drainage water and saturation (filling) water of the superabsorbent granules are added to the elements of plant decomposition and nutrition, increasing the water retention capacity of the soil, and the irrigation frequency can be reduced by 75% and, reducing the evaporation of water from the soil, and reduce the loss of nutrients from the soil and the lack of leaching. The term and diversity of the composition of organic fertilizers with superabsorbent allow, at the time of the prepared field of sowing, a mixture of grass stand naturally growing on sod-podzolic sandy sandy soils of the Non-Black Earth Region, use the water available for organic fertilizers containing high content of available nitrogen as a stimulator for the intensive development of microorganisms for manure decomposition and tracking development seed mixture, for example, perennial grasses (growth, acceleration and harvesting) during a certain time of year, and if necessary, additional watering is carried out with drainage water (1-2) times during the season), or using precipitation in the form of rain, increasing the ability to collect and accumulate water to provide the soil with sufficient moisture during the entire growing season, capable of absorbing up to 500 liters fluid per kilogram of superabsorbent granules, which is applied with fertilizers. As the soil dries, the superabsorbent granules begin to give water to the soil to the desired level of saturation. In general, this contributes to improving the ecological purity of the crop on the field.
Колебания влажности почвы возле оптимального для повышения плодородия почвы уровня также благоприятно сказываются на восстановление структуры почвы, а это способствует активизации биологических процессов, повышающих плодородие почв, что трудно реализовать на неполивных полях полностью. Для этого основной научной предпосылки эффективного использования органических удобрений и гранул суперабсорбента является знание динами разложения удобрений и гранул суперабсорбента, которые выступают в роли агрегатора воды, способного определенное количество жидкости накапливать и владение процессами их оптимизации за счет плодородия почв и удобрений.Fluctuations in soil moisture near the optimum level for improving soil fertility also favorably affect the restoration of soil structure, and this contributes to activating biological processes that increase soil fertility, which is difficult to implement completely in non-irrigated fields. For this, the main scientific prerequisite for the effective use of organic fertilizers and superabsorbent granules is knowledge of the decomposition dynamics of fertilizers and superabsorbent granules, which act as an aggregator of water, capable of accumulating a certain amount of liquid and mastering the processes of their optimization due to soil fertility and fertilizers.
В свою очередь оросительная система, получаемые дренажные воды из пруда-накопителя 12, которые отстаиваются в зимний период, происходит выпадение взвешенных частиц на дно пруда-накопителя 12 и одновременно происходит разбавление водой весной после таяния всего объема снега, накопившегося в пруду-накопителя 12. В период весенних паводков проводят кратковременный санитарный попуск из пруда-накопителя 12, донные отложения смываются в нижний бьеф через колодец 13 со сбросным трубопроводом 15 в водоток. После окончания кратковременной промывки дна пруда-накопителя 12 задвижку закрывают.In turn, the irrigation system, the obtained drainage water from the storage pond 12, which settle in the winter period, precipitated particles fall to the bottom of the storage pond 12 and at the same time dilute with water in the spring after melting all the snow accumulated in the storage pond 12. During the spring flood period, a short-term sanitary release from the storage pond 12 is carried out, the bottom sediments are washed into the lower pool through the well 13 with the
Воду из пруда-накопителя 12 дренажных вод через отводящую трубу 16, насосную станцию 18 подают через напорный трубопровод 19 в оросительную сеть 20 с регулирующими сооружениями в летний период. В это же время на осушительно-увлажнительной системе 4 продолжается полив животноводческими стоками, после дренажа, которого вода поступает в сбросные открытые каналы 6 и 7, далее с аккумулированием в замкнутом коллекторе 10 дренажные воды аккумулируются до осени (пока идет полив стоками), т.е. до наступления заморозков. После освобождения пруда-накопителя 12 о дренажных вод он вновь заполняется дренажными водами с использованием их до следующего года на орошение заданного поля с оросительной сетью 20, на поле котором уже было разбросано органическое удобрение (навоз) и гранулы суперабсорбента разбрасывающим устройством (не показано) в виде известных машин разбрасывателей, в которых устанавливают бункер для органических удобрений и дозирующее устройство (не показано) для гранул суперабсорбента с приводом. Таким образом, дренажные воды участвуют в водооборотном цикле, но на заданной площади полива с оросительной сетью 20 в качестве полива в летний период, и одновременно в работе осушительно-увлажнительной системы 4. А это приводит не только к экономии воды, и к ограничению трудовых и энергетических затрат, но соблюдаются экологические требования при использовании как гранул суперабсорбента, так и дренажных вод; удлиняется срок действия от пяти до десяти лет самих использованных гранул суперабсорбента, тем самым его свойства позволяют не только накапливать воду, но «твердая вода» может выступать в качестве удобрения, позволяющая разложение навоза. Предлагаемый способ расширяет возможности использования органических удобрений животноводства с гранулами суперабсорбента в повышении плодородия почв и при использовании дренажной воды для восстановления полива заданного орошаемого поля за счет биологического дренажа с дополнительными растворимыми веществами перекачиваемых дренажных вод в пруд-накопитель. А результат является следствием взаимодействия всех компонентов органического происхождения и в химии высокомолекулярных содержаний в разработке специальных гранул суперабсорбента, особым образом внесенного и использования одновременно отходов для разложения и накопления воды в почве после вспашки почвы. Таким образом, предлагаемый способ отличается простотой, а срок действия удобрений исчисляется многими годами, гранулы суперабсорбента, выступающие в роли агрегатора воды, используются в качестве поддержания необходимого для растения уровень влажности, когда данный уровень падает ниже определенного порога, гранулы суперабсорбента будут отдавать воду в почву с органическими удобрениями; позволяет улучшить плодородие почвы и повысить урожай экологически безопасной растениеводческой продукции.Water from the storage pond 12 of the drainage water through the
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018129374A RU2690656C1 (en) | 2018-08-10 | 2018-08-10 | Method of enriching soil with water using a superabsorbent and using drainage livestock drains on soddy-podzolic sandy soils of central non-chernozem region |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018129374A RU2690656C1 (en) | 2018-08-10 | 2018-08-10 | Method of enriching soil with water using a superabsorbent and using drainage livestock drains on soddy-podzolic sandy soils of central non-chernozem region |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2690656C1 true RU2690656C1 (en) | 2019-06-04 |
Family
ID=67037816
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018129374A RU2690656C1 (en) | 2018-08-10 | 2018-08-10 | Method of enriching soil with water using a superabsorbent and using drainage livestock drains on soddy-podzolic sandy soils of central non-chernozem region |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2690656C1 (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU198193U1 (en) * | 2020-01-21 | 2020-06-23 | Валерий Павлович Левицкий | A device for collecting and preserving rainfall in the underground layer of the root system of grapes in non-irrigated rainfed land mountain foothill areas |
| RU2729812C1 (en) * | 2020-01-17 | 2020-08-12 | Михаил Иванович Голубенко | Method for intensive growing potatoes with soil enrichment with water using a supersorbent with drop irrigation |
| RU2732794C1 (en) * | 2020-02-14 | 2020-09-22 | Михаил Иванович Голубенко | Method of enriching soil with help of layer of superabsorbent during rape cultivation, mainly in sprinkling system |
| CN111788896A (en) * | 2020-07-15 | 2020-10-20 | 上海市园林科学规划研究院 | Rapid curing method for backfilling greening soil of urban relocation land and backfilling method |
| RU2751851C1 (en) * | 2020-09-23 | 2021-07-19 | Михаил Иванович Голубенко | Method for intensive lawn growing with water enrichment of soil using superabsorbent during irrigation |
| RU2761875C1 (en) * | 2020-12-06 | 2021-12-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова» (МГУ) | Method for controlled soil hydromelioration in agricultural landscape in humid climate with intensive farming |
| RU2806630C1 (en) * | 2022-08-29 | 2023-11-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина" | Drainage and irrigation system |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1425271A1 (en) * | 1986-03-03 | 1988-09-23 | Уральский Научно-Исследовательский Институт Комплексного Использования И Охраны Водных Ресурсов | Water-circulation amelioration system |
| US7423106B2 (en) * | 2002-10-07 | 2008-09-09 | Absorbent Technologies, Inc. | Superabsorbent polymer product and use in agriculture |
| RU2467561C2 (en) * | 2011-01-12 | 2012-11-27 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации" | Irrigation system with use of local runoff |
| RU2577591C1 (en) * | 2015-03-11 | 2016-03-20 | Михаил Иванович Голубенко | Meliorative water circulation system using livestock waste |
| RU2622903C1 (en) * | 2016-03-04 | 2017-06-21 | Михаил Иванович Голубенко | Irrigating system with use of drainage livestock waste |
| RU2630791C1 (en) * | 2016-04-01 | 2017-09-13 | Михаил Иванович Голубенко | Method for cleaning livestock drainage and surface waters and device for its implementation |
-
2018
- 2018-08-10 RU RU2018129374A patent/RU2690656C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1425271A1 (en) * | 1986-03-03 | 1988-09-23 | Уральский Научно-Исследовательский Институт Комплексного Использования И Охраны Водных Ресурсов | Water-circulation amelioration system |
| US7423106B2 (en) * | 2002-10-07 | 2008-09-09 | Absorbent Technologies, Inc. | Superabsorbent polymer product and use in agriculture |
| RU2467561C2 (en) * | 2011-01-12 | 2012-11-27 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации" | Irrigation system with use of local runoff |
| RU2577591C1 (en) * | 2015-03-11 | 2016-03-20 | Михаил Иванович Голубенко | Meliorative water circulation system using livestock waste |
| RU2622903C1 (en) * | 2016-03-04 | 2017-06-21 | Михаил Иванович Голубенко | Irrigating system with use of drainage livestock waste |
| RU2630791C1 (en) * | 2016-04-01 | 2017-09-13 | Михаил Иванович Голубенко | Method for cleaning livestock drainage and surface waters and device for its implementation |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2729812C1 (en) * | 2020-01-17 | 2020-08-12 | Михаил Иванович Голубенко | Method for intensive growing potatoes with soil enrichment with water using a supersorbent with drop irrigation |
| RU198193U1 (en) * | 2020-01-21 | 2020-06-23 | Валерий Павлович Левицкий | A device for collecting and preserving rainfall in the underground layer of the root system of grapes in non-irrigated rainfed land mountain foothill areas |
| RU2732794C1 (en) * | 2020-02-14 | 2020-09-22 | Михаил Иванович Голубенко | Method of enriching soil with help of layer of superabsorbent during rape cultivation, mainly in sprinkling system |
| CN111788896A (en) * | 2020-07-15 | 2020-10-20 | 上海市园林科学规划研究院 | Rapid curing method for backfilling greening soil of urban relocation land and backfilling method |
| RU2751851C1 (en) * | 2020-09-23 | 2021-07-19 | Михаил Иванович Голубенко | Method for intensive lawn growing with water enrichment of soil using superabsorbent during irrigation |
| RU2761875C1 (en) * | 2020-12-06 | 2021-12-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова» (МГУ) | Method for controlled soil hydromelioration in agricultural landscape in humid climate with intensive farming |
| RU2817373C2 (en) * | 2021-04-16 | 2024-04-15 | Вадим Михайлович Голубенко | Method for preserving soil moisture reserves using supersorbent layer when cultivating perennial grasses on sloping lands |
| RU2806630C1 (en) * | 2022-08-29 | 2023-11-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина" | Drainage and irrigation system |
| RU2813927C1 (en) * | 2023-04-20 | 2024-02-19 | Общество с ограниченной ответственностью "МЕЩЕРСКИЙ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ЦЕНТР" | Method for complex controlled hydro-reclamation of soil in agricultural landscape using ponds-digging in conditions of south-western part of belarus |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2690656C1 (en) | Method of enriching soil with water using a superabsorbent and using drainage livestock drains on soddy-podzolic sandy soils of central non-chernozem region | |
| Rawlins et al. | Prospects for High-Frequency Irrigation: Uniform, frequent irrigation optimizes the root environment while drastically reducing water use. | |
| CN105776736B (en) | A kind of method of Hills And Low Mountains Control of Agricultural Non-point Source Pollution | |
| CN108184358A (en) | A kind of physics and the effective ways in bioconjugation improvement salt-soda soil | |
| US20220142065A1 (en) | Liquid Containment and Focus for Subterranean Capillary Irrigation | |
| CN106386065A (en) | Film-covering and punching planting method for secondary saline-alkali land in Yellow River irrigation district | |
| ES2262238T3 (en) | AGRICULTURAL MIXTURE THAT INCREASES WATER FLOW AND RETENTION. | |
| Ritter | Reducing impacts of nonpoint source pollution from agriculture: a review | |
| RU2733788C1 (en) | Method for hydroponic growing of plants and device for its implementation | |
| CN112425305A (en) | Method for comprehensively treating saline-alkali soil | |
| Hoffman et al. | 4. Salinity | |
| King | Irrigation and drainage: principles and practice of their cultural phases | |
| Chhabra et al. | Irrigation and salinity control | |
| Khamdamovna | Improving Resource-Bright Irrigation Measures in the Salted Soils of the Bukhara Oas | |
| RU2688345C1 (en) | Method of use for irrigation accumulated water in a water body | |
| Trout et al. | Soil management (chapter 23) | |
| RU2732794C1 (en) | Method of enriching soil with help of layer of superabsorbent during rape cultivation, mainly in sprinkling system | |
| RU2816171C1 (en) | Rice irrigation method | |
| RU2729812C1 (en) | Method for intensive growing potatoes with soil enrichment with water using a supersorbent with drop irrigation | |
| RU2556893C1 (en) | Method of irrigation when ploughing on sod-podzol sandy loam soils of central non-black earth area | |
| RU2647281C1 (en) | Utilization method of domestic wastes and increasing the soil fertility on the derno-podzolic loamy soils of the central nonblack earth zone | |
| RU2401906C2 (en) | Method for revegetation biodraining of irrigated land soils, which are salinised | |
| RU2814818C1 (en) | Rice irrigation system | |
| RU2813769C1 (en) | Method of subsoil irrigation of rice | |
| Elowson et al. | Purification of groundwater using biological filters |