RU2749463C1

RU2749463C1 - Drip irrigation method

Info

Publication number: RU2749463C1
Application number: RU2020133866A
Authority: RU
Inventors: Иван Борисович Борисенко; Омарий Георгиевич Чамурлиев; Георгий Омариевич Чамурлиев; Евгений Алексеевич Ходяков; Сергей Геннадьевич Милованов; Кирилл Владимирович Бондаренко
Priority date: 2020-10-14
Filing date: 2020-10-14
Publication date: 2021-06-11

Abstract

FIELD: agriculture.

SUBSTANCE: invention relates to the field of drip irrigation. The method consists in planting seedlings or strip sowing of plants, supplying water to the middle of the root zone of plants using distribution pipelines equipped with droppers. The pipelines are laid in the crevice zone formed by the pre-autumn oriented soil cultivation with the crevice tool along the axis of the future rows of plants.

EFFECT: increased efficiency of drip irrigation due to rational moistening of the root-inhabited soil layer, taking into account the biological properties of the cultivated crop rotation.

1 cl, 9 dwg

Description

Изобретение относится к сельскохозяйственной мелиорации, в частности к капельному орошению, и может быть использовано при орошении сельскохозяйственных культур, особенно для регионов с засушливым климатом и южных регионов с большими среднемесячными инсоляциями.The invention relates to agricultural reclamation, in particular to drip irrigation, and can be used for irrigation of agricultural crops, especially for regions with an arid climate and southern regions with large average monthly insolation.

Полив растений является определяющим фактором для получения хорошего урожая в течение всего цикла развития растений (вегетационного периода) от посева семян и/или посадки клубней до созревания урожая.Watering the plants is the determining factor for obtaining a good harvest throughout the entire cycle of plant development (growing season) from sowing seeds and / or planting tubers to ripening of the crop.

В настоящее время для овощных и плодово-ягодных культур применяется капельный полив, при котором вода подводится к растениям с помощью специальных капельных лент или трубок. Отличается высокой эффективностью использования оросительной влаги и жидких удобрений, что позволяет не только снизить расход воды в 3-5 раз по сравнению с дождеванием, но и существенно повысить урожайность [http://www.yug-poliv.ru/oroshenie/capelnoe/; http://parnikiteplicy.ru/poliv/kapelnoe-oroshe-nie-2.html.].Currently, drip irrigation is used for vegetable and fruit crops, in which water is supplied to the plants using special drip tapes or tubes. Differs in high efficiency of use of irrigation moisture and liquid fertilizers, which allows not only to reduce water consumption by 3-5 times in comparison with sprinkling, but also to significantly increase productivity [http://www.yug-poliv.ru/oroshenie/capelnoe/; http://parnikiteplicy.ru/poliv/kapelnoe-oroshe-nie-2.html.].

Известен способ полива, при котором вода подводится к растениям по капельнице. Системы на капельной ленте прокладывается между рядами растений. Капельная лента представляет собой конструкции, в которой имеются встроенные или монтируемые водовыпуски с фиксированным расходом влаги. Чаще всего используется лента с щелевой или эмиттерной внутренней конструкцией водовыпусков. Первая имеет встроенный лабиринтный канал, замедляющий скорость подачи воды и нормирующий ее расход, осуществляемый через прорезанные в стенках ленты выпускные отверстия. Эмиттерная же лента изготавливается со встроенными с заданным шагом капельницами. Как правило, скорость расхода воды составляет от 2 до 8 л за час. Расстояние между эмиттерами в ленте варьируется от 10 до 50 см. Большинство систем на капельной ленте рассчитаны на подключение к водопроводу с номинальным давлением от 0,8 бар. [Российская академия сельскохозяйственных наук, ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт овощеводства. Режим орошения, способы и техника полива овощных и бахчевых культур в различных зонах РФ. Руководство. Москва, - 2010, с. 72 и 77. Ясониди О.Е. Водосберегающие технологии орошения сельскохозяйственных культур на Северном Кавказе: дис. … д-ра с.-х. наук. Новочеркасск, НГМА, 2004].The known method of irrigation, in which water is supplied to the plants through a dropper. Drip tape systems are installed between rows of plants. Drip tape is a design in which there are built-in or mounted water outlets with a fixed moisture flow rate. The most commonly used tape is with a slotted or emitter internal structure of outlets. The first has a built-in labyrinth channel, which slows down the rate of water supply and normalizes its consumption, carried out through the outlet holes cut in the walls of the tape. The emitter tape is manufactured with built-in droppers with a predetermined pitch. Typically, the flow rate is between 2 and 8 liters per hour. The distance between the emitters in the tape varies from 10 to 50 cm. Most drip tape systems are designed to be connected to a water supply with a nominal pressure of 0.8 bar. [Russian Academy of Agricultural Sciences, State Scientific Institution All-Russian Research Institute of Vegetable Growing. Irrigation regime, methods and technique of watering vegetables and melons in different zones of the Russian Federation. Leadership. Moscow, - 2010, p. 72 and 77. Yasonidi O.E. Water-saving technologies for irrigation of agricultural crops in the North Caucasus: dis. ... Dr. s.-kh. sciences. Novocherkassk, NGMA, 2004].

Недостатком данного способа является, что увеличение скорости подачи воды приводить к увеличению разовых норм полива овощных, ягодных культур за счет испарения с поверхности и распространения влаги за пределы корнеобитаемой зоны растения.The disadvantage of this method is that an increase in the rate of water supply leads to an increase in one-time watering rates for vegetable, berry crops due to evaporation from the surface and the spread of moisture outside the root zone of the plant.

Наиболее близким прототипом является способ капельного орошения овощных и ягодных культур, включающий подвод воды непосредственно в прикорневую зону растений с орошением в течение дня в периоды облучения растений солнечной радиацией, с помощью распределительных трубопроводов, оснащенных капельницами [патент РФ №2652829, Способ капельного орошения, от 03.05.2018 г.].The closest prototype is a method of drip irrigation of vegetable and berry crops, including supplying water directly to the root zone of plants with irrigation during the day during periods of irradiation of plants by solar radiation, using distribution pipelines equipped with droppers [RF patent No. 2652829, Method of drip irrigation, from 05/03/2018].

Недостатком данного способа является, что при увеличении глубины промачивания изменением нормы полива (скоростью или длительностью подачи воды) происходит увеличение распространения влаги в горизонтальной плоскости за пределы корнеобитаемой зоны растения, что снижает эффективность разовых норм полива овощных, ягодных культур за счет не рационального увлажнения почвы корнеобитаемой зоны растений.The disadvantage of this method is that with an increase in the depth of soaking, a change in the irrigation rate (speed or duration of water supply) increases the spread of moisture in the horizontal plane outside the root zone of the plant, which reduces the efficiency of one-time irrigation rates for vegetable and berry crops due to non-rational moistening of the root-inhabited soil. plant zones.

Задача, на решение которой направлено изобретение, - создание способа капельного орошения, позволяющего повысить эффективность капельного орошения за счет рационального увлажнения корнеобитаемого слоя почвы с учетом биологических свойств выращиваемой культуры севооборота.The problem to be solved by the invention is to create a method of drip irrigation, which makes it possible to increase the efficiency of drip irrigation due to rational moistening of the root layer of the soil, taking into account the biological properties of the grown crop rotation.

Поставленная задача решается предлагаемым способом капельного орошения овощных и ягодных культур, включающим посадку рассады или полосовой посев растений, подвод воды к растениям с помощью распределительных трубопроводов, оснащенных капельницами, причем трубопроводы укладываются в зону щелевания, образованную предварительно осенней ориентированной обработкой почвы щелевателем вдоль оси будущих рядов растений.The problem is solved by the proposed method of drip irrigation of vegetable and berry crops, including planting seedlings or strip sowing of plants, supplying water to the plants using distribution pipelines equipped with droppers, and the pipelines are laid in a slotted zone formed by a pre-autumn oriented soil cultivation with a slotter along the axis of future rows plants.

Техническим результатом предложенного изобретения является то, что с учетом биологических свойств выращиваемой культуры севооборота предварительно осенью проводится ориентированная обработка почвы щелевателем вдоль оси рядов культуры севооборота, укладываются трубопроводы с капельницами в зону щелевания и вода подается непосредственно в середину прикорневой зоны растений. Изменение глубины щелевания изменяет глубину центра контура увлажнения. За счет этого достигается возможность локального изменения контура увлажнения в зоне наибольшего расположения корней или корнеплодов. Появляется и реализуется возможность регулирования контура увлажнения максимально расположенного в зоне наибольшего скопления корней или корнеплодов. В результате обеспечивается регулирование и снижение расхода воды, для поддержания требуемой влажности оптимального профиля контура увлажнения, до 20-30% по сравнению с классическим капельным поливом.The technical result of the proposed invention is that, taking into account the biological properties of the cultivated crop rotation, in the fall, oriented soil cultivation is carried out with a slotter along the axis of the crop rotation rows, pipelines with droppers are laid in the crevice zone and water is supplied directly to the middle of the root zone of plants. Changing the slot depth changes the depth of the center of the humidification circuit. Due to this, it is possible to locally change the moisture contour in the zone of the greatest location of roots or root crops. The possibility of regulating the humidification circuit that is maximally located in the zone of the greatest accumulation of roots or root crops appears and is implemented. As a result, the regulation and reduction of water consumption is ensured, to maintain the required humidity of the optimal profile of the humidification circuit, up to 20-30% compared to classic drip irrigation.

Наибольшая эффективность применения предлагаемого изобретения для поливов овощных и ягодных культур в открытом грунте достигается в южных регионах с большим количеством солнечных дней в году и регионах с засушливым климатом.The greatest efficiency of the application of the proposed invention for irrigation of vegetable and berry crops in the open field is achieved in the southern regions with a large number of sunny days per year and regions with an arid climate.

Способ осуществляется следующим образом.The method is carried out as follows.

Между рядами растений или около них прокладывают распределительные трубопроводы, оснащенные капельницами. Вода подается непосредственно в середину прикорневой зоны растений. Посадку рассады или полосовой посев растений производят ориентировано вдоль полос образованных от предварительной обработки щелевателем, выполняемой осенью. Глубина щелевания задается с учетом биологических особенностей развития корневой системы выращиваемой культуры, расположение основной массы и площадь которой определяет контур увлажнения. Поступающая влага от полива расходуется на испарение с поверхности почвы, транспирацию и изменение влагозапаса почвы. Влагозапас почвы определяется влажностью и площадью контура увлажнения. Увеличение площади контура увлажнения снижает влажность и повышает испарение. Важно чтобы контур увлажнения покрывал земную часть растения. И дальнейшее изменение контура увлажнения способствовало направлению развития корневой системы (клубней) растений. Поэтому зная закон образования и поддержания контура увлажнения, с учетом биологической особенности развития внутрипочвенной части растения можно рационально регулировать контур увлажнения.Distribution pipelines equipped with droppers are laid between the rows of plants or near them. Water is supplied directly to the middle of the root zone of the plants. Planting of seedlings or strip sowing of plants is carried out oriented along the strips formed from the pre-treatment with a slotter, carried out in the fall. The depth of the crevice is set taking into account the biological characteristics of the development of the root system of the grown crop, the location of the bulk and the area of which determines the moisture contour. The incoming moisture from irrigation is spent on evaporation from the soil surface, transpiration and changing the moisture content of the soil. The moisture content of the soil is determined by the moisture content and the area of the moisture contour. Increasing the area of the humidification circuit reduces humidity and increases evaporation. It is important that the moisture contour covers the ground part of the plant. And a further change in the contour of moisture contributed to the direction of the development of the root system (tubers) of plants. Therefore, knowing the law of formation and maintenance of the moisture contour, taking into account the biological characteristics of the development of the intrasoil part of the plant, it is possible to rationally regulate the moisture contour.

В 2020 г. на специальном опытном участке проведены экспериментальные исследования влияния глубины щелевания на контур увлажнения при равном режиме капельного орошенияIn 2020, at a special experimental site, experimental studies of the effect of the crevice depth on the moistening contour were carried out with an equal regime of drip irrigation

Пример иллюстрируется изображениями: фиг. 1 - график контура увлажнения опытного участка при глубине нарезки щели 0,1 м, через 1 час полива; фиг. 2 - график контура увлажнения опытного участка при глубине нарезки щели 0,1 м, через 2 часа полива; фиг. 3 - график контура увлажнения опытного участка при глубине нарезки щели 0,1 м, через 3 часа полива; фиг. 4 - график контура увлажнения опытного участка при глубине нарезки щели 0,2 м, через 1 час полива; фиг. 5 - график контура увлажнения опытного участка при глубине нарезки щели 0,2 м, через 2 часа полива; фиг. 6 - график контура увлажнения опытного участка при глубине нарезки щели 0,2 м, через 3 часа полива; фиг. 7 - график контура увлажнения опытного участка при глубине нарезки щели 0,35 м, через 1 час полива; фиг. 8 - график контура увлажнения опытного участка при глубине нарезки щели 0,35 м, через 2 часа полива; фиг. 9 - график контура увлажнения опытного участка при глубине нарезки щели 0,35 м, через 3 часа полива.An example is illustrated by images: FIG. 1 is a graph of the moistening contour of the experimental site at a slit cutting depth of 0.1 m, after 1 hour of irrigation; fig. 2 is a graph of the moistening contour of the experimental site at a slit cutting depth of 0.1 m, after 2 hours of irrigation; fig. 3 is a graph of the moistening contour of the experimental site at a slit cutting depth of 0.1 m, after 3 hours of irrigation; fig. 4 is a graph of the moistening contour of the experimental site at a slit cutting depth of 0.2 m, after 1 hour of watering; fig. 5 is a graph of the moistening contour of the experimental site at a slit cutting depth of 0.2 m, after 2 hours of watering; fig. 6 is a graph of the moistening contour of the experimental site at a slit cutting depth of 0.2 m, after 3 hours of watering; fig. 7 is a graph of the moistening contour of the experimental site at a slit cutting depth of 0.35 m, after 1 hour of irrigation; fig. 8 is a graph of the moistening contour of the experimental site at a slit cutting depth of 0.35 m, after 2 hours of irrigation; fig. 9 is a graph of the moistening contour of the experimental site at a slit cutting depth of 0.35 m, after 3 hours of irrigation.

Экспериментально подтверждено, что изменение глубины осеннего щелевания с последующей подачей воды капельным орошением, позволяет обеспечить максимальное вхождение корневой системы выращиваемой культуры в контур увлажнения. Регулирование длительности полива позволяет не только значительно экономить силы и средства, затрачиваемые на полив, но и свести к минимуму потери питательных веществ в прикорневой зоне.It has been experimentally confirmed that a change in the depth of autumn crevice with the subsequent supply of water by drip irrigation makes it possible to ensure the maximum penetration of the root system of the grown crop into the moistening circuit. Regulation of the duration of watering allows not only to significantly save energy and money spent on watering, but also to minimize the loss of nutrients in the root zone.

Капельные поливы проводились с использованием ленты с эмиттерной внутренней конструкцией водовыпусков производительностью 1,6 л/ч с шагом капельницы 0,3 м.Drip irrigation was carried out using a tape with an emitter internal design of outlets with a capacity of 1.6 l / h with a dropper step of 0.3 m.

Из приведенных графиков видно, что капельное орошение на участке с щелеванием на 0,1 м (см. фиг. 1) обеспечивает почву влагой в течение первого часа в контуре увлажнения: глубина 0,2 м, ширина 0,32 м и в устье 0,09 м. Через два часа - соответственно 0,23 м, 0,4 м, 0,2 м (см. фиг. 2). Через три часа - 0,28 м, 0,53 м, 0,27 м (см. фиг. 3).It can be seen from the graphs above that drip irrigation in the area with a slot of 0.1 m (see Fig. 1) provides the soil with moisture during the first hour in the moistening circuit: depth 0.2 m, width 0.32 m and at the mouth 0 , 09 m. In two hours - respectively 0.23 m, 0.4 m, 0.2 m (see Fig. 2). After three hours - 0.28 m, 0.53 m, 0.27 m (see Fig. 3).

При щелевании на 0,2 м (см. фиг. 4) - обеспечивает влагой в контуре увлажнения в течение первого часа на глубину до 0,25 м, ширину 0,23 м и в устье 0,09 м. Через два часа - соответственно 0,29 м, 0.38 м, 0,18 м (см. фиг. 5). Через три часа - 0,33 м, 0,51 м, 0,27 м (см. фиг. 6).When slit by 0.2 m (see Fig. 4) - provides moisture in the humidification circuit during the first hour to a depth of 0.25 m, a width of 0.23 m and at the mouth of 0.09 m. After two hours - respectively 0.29 m, 0.38 m, 0.18 m (see Fig. 5). After three hours - 0.33 m, 0.51 m, 0.27 m (see Fig. 6).

При щелевании на 0,35 м (см. фиг. 7) - обеспечивает влагой в контуре увлажнения в течение первого часа на глубину до 0,35 м, ширину 0,23 м и в устье 0,08 м (см. фиг. 8). Через два часа - 0,41 м, 0.4 м, 0,2 м. Через три часа - 0,42 м, 0,4 м, 0,28 м (см. фиг. 9).When slotted by 0.35 m (see Fig. 7) - provides moisture in the humidification circuit during the first hour to a depth of 0.35 m, a width of 0.23 m and at the mouth of 0.08 m (see Fig. 8 ). After two hours - 0.41 m, 0.4 m, 0.2 m. After three hours - 0.42 m, 0.4 m, 0.28 m (see Fig. 9).

Знание модели переноса влаги в зависимости от технологии осенней ориентированной обработки почвы щелевателем вдоль оси будущих рядов растений позволяет рассчитывать контур увлажнения для различных почв и культур и, следовательно, подбирать оптимальные решения полива, так чтобы влага поступала только для нужд растения. Смачивание определенно-достаточной зоны позволяет уменьшить потери воды на испарение.Knowledge of the moisture transfer model, depending on the technology of autumn oriented soil cultivation with a slotter along the axis of future plant rows, makes it possible to calculate the moisture contour for different soils and crops and, therefore, to select optimal irrigation solutions so that moisture is supplied only for the plant's needs. Wetting a well-defined area will reduce evaporation losses.

Уменьшение объема увлажняемой почвы позволяет экономить воду и приводит к формированию менее разветвленной корневой системы, дающей возможность уплотнить посадки и повысить продуктивность. Этот способ обеспечивает наиболее высокую отдачу урожая на единицу затраченной воды и удобрений, так как обеспечивает оптимальный водный и питательный режим почвы, позволяет полностью автоматизировать подачу воды в соответствии с потребностями сельскохозяйственных культур.A decrease in the volume of moistened soil saves water and leads to the formation of a less branched root system, which makes it possible to compact plantings and increase productivity. This method provides the highest yield per unit of water and fertilizers consumed, since it provides an optimal water and nutrient regime for the soil, and allows fully automatic water supply in accordance with the needs of crops.

Claims

A method of drip irrigation of vegetable and berry crops, including planting seedlings or strip sowing of plants, supplying water to the middle of the root zone of plants using distribution pipelines equipped with droppers, characterized in that the pipelines are laid in a crevice zone formed by a pre-autumn oriented soil cultivation with a slotter along the axis future rows of plants.