Научная статья на тему 'ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННОГО РЕЖИМА ОРОШЕНИЯ СОВРЕМЕННЫМИ ДОЖДЕВАЛЬНЫМИ МАШИНАМИ'

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННОГО РЕЖИМА ОРОШЕНИЯ СОВРЕМЕННЫМИ ДОЖДЕВАЛЬНЫМИ МАШИНАМИ Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

CC BY
27
11
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ОПТИМИЗАЦИЯ ПОЛИВОВ / СИСТЕМА ОРОШЕНИЯ / ВЫМЫВ ЦЕЗИЯ ИЗ ПОЧВЫ

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — Василенков Валерий Федорович, Василенков Сергей Валерьевич, Демина Ольга Николаевна, Мажайский Юрий Анатольевич, Мельникова Елена Андреевна

Целью исследований является совершенствование технологии поливов сельхозкультур на мелиоративных системах, создание оптимальных режимов подачи воды, рационализация использования водных ресурсов, разработка методов расчёта режимов орошения. Исследования проводились на оросительных системах, оснащённых современными дождевальными машинами. Почвы - дерновоподзолистые, супесчаные пылеватые. В ходе полевых обследований фиксировалась интенсивность дождя, образование поверхностного стока, проводились полевые опыты по впитыванию воды путём подачи её в кольца, врезанные в почву, замерялись капли дождя и отмечалось их воздействие на структуру почвы. Дозиметром измерялся гамма-фон на орошаемой площади. В производствен ных условиях изучались поливы сельскохозяйственных культур современной дождевальной техникой, что позволило выявить закономерности изменения влажности почвы под влиянием испарения, транспирации, впитывания дождя с поверхности почвы. Разработаны методы расчётов режимов орошения сельскохозяйственных культур, в основу которых положена математическая модель изменения влажности почвы в результате испарения и инфильтрации поливных вод и дождевых осадков. Дана методика прогнозирования сроков полива и определения продолжительности межполивных периодов. Приведён пример проектирования экономящих воду эксплуатационных режимов орошения для острозасушливого года при возделывании озимой пшеницы на супесчаных почвах Стародубского района Брянской области. Полевое обследование орошения картофеля показало, что при поливах дождевальной машиной Valley на дне борозд между картофельными гребнями образуется сток влаги даже при средней интенсивности подачи дождя. Замеры γ-фона на картофельном поле в конце поливного сезона выявили, что на гребнях γ-фон не превышает 17-20 мкР/час, а на дне борозд в 2 раза больше, достигая 35-37 мкР/ч. Проведенные нами опыты по определению впитывающей способности почвы на гребне и на дне борозды показали, что скорость впитывания на гребне в 10 раз выше, чем на дне борозды, достигая 5мм/мин. Клубни картофеля формируются в гребне, и таким образом дождевание, способствуя очищению почв в гребнях от радионуклидов за счет промывки, обеспечивает чистоту клубней. Но поливные нормы при этом должны быть небольшие, в пределах 60м3/га, хотя впитывающая способность почвы позволяет вносить поливную норму до 200-450м3 / га. Таким образом, поливать нужно часто, малыми поливными нормами, с высокой интенсивностью дождя и впитывания. Для того чтобы увеличить скорость фильтрации в дно борозды, предотвратить поверхностный сток и усилить промывку цезия через дно борозды, последнюю нужно рыхлить культиватором. Предложена технология подготовки почвы под посев и посадку огородных культур. Предлагаемые технологии повышают урожайность картофеля на орошаемых полях, в том числе и за счёт предотвращения поверхностного стока, эрозии почв и экономного расходования воды; снижают дозу облучения и увеличивают продолжительность жизни. Применение рекомендуемого технологического процесса подготовки почвы к посадке картофеля обеспечивает рост урожайности в среднем на 20%.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству , автор научной работы — Василенков Валерий Федорович, Василенков Сергей Валерьевич, Демина Ольга Николаевна, Мажайский Юрий Анатольевич, Мельникова Елена Андреевна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

ECOLOGICAL AND ECONOMIC OPTIMIZATION OF THE OPERATIONAL IRRIGATION REGIME BY MODERN SPRINKLING MACHINES

The aim of the research is to improve the technology of crop irrigation on reclamation systems, creation of optimum modes of water supply, rationalization of the use of water resources, development of methods of calculation of irrigation regimes. Studies were conducted on irrigation systems, equipped with modern sprinkling machines. Soils are sod - podzolic, silty loam. During field surveys intensity of rain and surface runoff formation were recorded, field experiments on the absorption of water by filing it in the ring, embedded in soil, were carried out, the raindrops and their effect on soil structure were measured. Gamma background was measured by the dosimeter in irrigated area. Crop irrigation with modern sparkle machines was studied under production conditions, that allowed to reveal the patterns of soil moisture changes influenced by evaporation, transpiration, absorbed the rain with the soil surface. Calculation methods of crop irrigation regimes are given, which based on the mathematical model of soil moisture change in evaporation and infiltration as a result of irrigation water and rainfall. It is given the method of forecasting the timing of irrigation and determining the duration of irrigation interval. There is described the example of design of water-saving irrigation for the operating conditions of arid year at winter wheat cultivation on sandy soils Starodubskiy district. Field survey of irrigation potatoes showed that with irrigation by sprinkler Valley at the bottom of the furrows between the potato ridges formed the water runoff even at an average flow rate of rain. Measurements of gamma background on the potato field at the end of the irrigation season revealed that the ridges of gamma background did not exceed 17-20 mR /hr, and at the bottom of furrow in 2 times higher, reaching 35-37 mR /hr. Our experiments of absorbency of the soil on the ridge and furrow bottom showed that the rate of absorption at the crest in 10 times higher than at the bottom of the groove, reaching 5 mm / min. Potato tubers form on the ridge and thus the irrigation of soil cleanses ridges from radionuclides by washing, ensuring the purity of tubers. But irrigation rates in this case should be small, in the range of 60m3/ha, although the absorption capacity of the soil allows you to make irrigation rates to 200-450m3/ ha. Thus, you need to water often by small irrigation rates, with a high intensity of rain and absorbing rate. In order to increase the rate of filtration in the bottom of the trench it is needed to prevent the water runoff and enhance the cesium leaching through the bottom of the furrow, the latter need to loosen by the tiller. It is given the technology of soil preparing for sowing and planting of vegetable crops. Proposed technologies increase the yield of potatoes in irrigated fields, including the expense of prevention of surface runoff, soil erosion and water saving; reduce radiation dose and increase life expectancy. Using of the recommended process in order to prepare the ground for planting potatoes provides higher yields by an average of 20 %.

Текст научной работы на тему «ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННОГО РЕЖИМА ОРОШЕНИЯ СОВРЕМЕННЫМИ ДОЖДЕВАЛЬНЫМИ МАШИНАМИ»

6. Бышов, Н. В. Вопросы энергосберегающей моно-граф. / Н. В. Бышов, Д. Е. Каширин. - Рязань, конвективной циклической сушки перги [Текст] : 2012. - 70 с.

THE QUESTION OF CLEANING FRAMEWORK WAX FEED CENTRIFUGAL FORCES

Kurdyumov Vladimir I. doctor of technical Sciences, Professor Department of Life Safety and Energy, vik@ugsha.ru;

Sutyagin Sergei A., candidate of technical Sciences, associate Professor Department of Life Safety and Energy, vik@ugsha.ru;

Zhuravlev Alexey V., postgraduate student Department of Life Safety and Energy, vik@ugsha.ru. Ulyanovsk State Agricultural Academy named after P.A.Stolypin

Beekeeping - an integral part of the agricultural sector of our country. Pollination by bees entomophilous plants increases their yield, besides a large number of bees bring naipolezneyshih products for human life and health, such as honey, pollen, propolis, beeswax, royal jelly and others. The use of centrifugal force in the processing of bee products should not be limited pumping honey. Perhaps its use in a number of other operations, such as drying pergovyh combs, branch voskopergovoy weight of the framework and wax separation from the masses of the framework for the subsequent melting out. The paper presents a theoretical description of the operation of all the forces on particles of wax raw materials in the process of centrifugation in a radial extractor and reconciliation of the law of motion of the particle.

Keywords: raw wax, centrifugal force, the particle waxy materials, internal bond strength.

Literatura

1. Voronkov I.M., Kurs teoreticheskoj mehaniki(11-e izdanie). M.:Nauka, 1964

2. Kurdjumov V.I. Optimizacija rezhimov raboty ustanovki kontaktnogo tipa prisushke zerna [Tekst] / Kurdjumov V.I., Karpenko M.A., Pavlushin A.A., Sutjagin S.A. //Izvestija Mezhdunarodnoj akademii agrar-nogo obrazovanija №17 2013. - M. - S. 60-62.

3. Pat. RF 2549380 Rossijskaja Federacija, MPK F26B15/04 Ustrojstvo dlja sushki pergovyh sotov [Tekst] /Kurdjumov V.I., Pavlushin A.A., ZHuravljov A.V.; zajavitel'i patentoobladatel' FGBOU VPO UGSHA im. P.A. Stolypina - 2014116334/06, zajavl. 22.04.2014; opubl. 27.04.2015.

4. Byshov N.V. Issledovanie rabochego processa vibracionnogo resheta pri proseivanii voskopergovoj massy [Tekst] /Byshov N.V., Kashirin D.E.// Vestnik Krasnojarskogo gosudarstvennogo universiteta № 1 2013. S.160-162.

5. Byshov N.V. JEksperimental'noe issledovanie rezhimov ciklicheskoj sushki pergi v sote [Tekst] / Byshov N.V., Kashirin D.E.// Vestnik Krasnojarskogo gosudarstvennogo universiteta № 5 2012. S.283-285.

6. Byshov N.V. Voprosy jenergosberegajushhej konvektivnoj ciklicheskoj sushki pergi [Tekst] / Byshov N.V., Kashirin D.E. //monografija, Rjazan', 2012.

УДК 556.114.679

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННОГО РЕЖИМА ОРОШЕНИЯ СОВРЕМЕННЫМИ ДОЖДЕВАЛЬНЫМИ МАШИНАМИ

ВАСИЛЕНКОВ Валерий Федорович, д-р техн. наук, профессор кафедры природообустройства и водопользования, poivp@bgsha.com

ВАСИЛЕНКОВ Сергей Валерьевич, канд. техн. наук, доцент кафедры природообустройства и водопользования, poivp@bgsha.com

ДЕМИНА Ольга Николаевна, канд. техн. наук, доцент кафедры природообустройства и водопользования, ol20nik@yandex.ru

ФГБОУ ВО Брянский государственный аграрный университет

МАЖАЙСКИЙ Юрий Анатольевич, д-р с.-х. наук, профессор, Рязанский государственный агро-технологический университет имени П. А. Костычева, mail@mntc.pro

МЕЛЬНИКОВА Елена Андреевна, канд. техн. наук, доцент кафедры экологии и природообустройства, ФГБОУ ВО Брянский государственный инженерно-технологический университет, melen-241@ ya.ru

Целью исследований является совершенствование технологии поливов сельхозкультур на мелиоративных системах, создание оптимальных режимов подачи воды, рационализация использования водных ресурсов, разработка методов расчёта режимов орошения. Исследования проводились на оросительных системах, оснащённых современными дождевальными машинами. Почвы - дерново-подзолистые, супесчаные пылеватые. В ходе полевых обследований фиксировалась интенсивность дождя, образование поверхностного стока, проводились полевые опыты по впитыванию воды путём подачи её в кольца, врезанные в почву, замерялись капли дождя и отмечалось их воздействие на структуру почвы. Дозиметром измерялся гамма-фон на орошаемой площади. В производствен© Василенков В. Ф., Василенков С. Ф.,Демина О. Н., Мажайский Ю. А., Мельникова Е. А., 2015г.

ных условиях изучались поливы сельскохозяйственных культур современной дождевальной техникой, что позволило выявить закономерности изменения влажности почвы под влиянием испарения, транспирации, впитывания дождя с поверхности почвы. Разработаны методы расчётов режимов орошения сельскохозяйственных культур, в основу которых положена математическая модель изменения влажности почвы в результате испарения и инфильтрации поливных вод и дождевых осадков. Дана методика прогнозирования сроков полива и определения продолжительности межполивных периодов. Приведён пример проектирования экономящих воду эксплуатационных режимов орошения для острозасушливого года при возделывании озимой пшеницы на супесчаных почвах Стародубского района Брянской области. Полевое обследование орошения картофеля показало, что при поливах дождевальной машиной Valleу на дне борозд между картофельными гребнями образуется сток влаги даже при средней интенсивности подачи дождя. Замеры Y-фона на картофельном поле в конце поливного сезона выявили, что на гребнях Y-фон не превышает 17-20 мкР/час, а на дне борозд в 2 раза больше, достигая 35-37 мкР/ч. Проведенные нами опыты по определению впитывающей способности почвы на гребне и на дне борозды показали, что скорость впитывания на гребне в 10 раз выше, чем на дне борозды, достигая 5мм/мин. Клубни картофеля формируются в гребне, и таким образом дождевание, способствуя очищению почв в гребнях от радионуклидов за счет промывки, обеспечивает чистоту клубней. Но поливные нормы при этом должны быть небольшие, в пределах 60м3/га, хотя впитывающая способность почвы позволяет вносить поливную норму до 200-450м3 / га. Таким образом, поливать нужно часто, малыми поливными нормами, с высокой интенсивностью дождя и впитывания. Для того чтобы увеличить скорость фильтрации в дно борозды, предотвратить поверхностный сток и усилить промывку цезия через дно борозды, последнюю нужно рыхлить культиватором. Предложена технология подготовки почвы под посев и посадку огородных культур. Предлагаемые технологии повышают урожайность картофеля на орошаемых полях, в том числе и за счёт предотвращения поверхностного стока, эрозии почв и экономного расходования воды; снижают дозу облучения и увеличивают продолжительность жизни. Применение рекомендуемого технологического процесса подготовки почвы к посадке картофеля обеспечивает рост урожайности в среднем на 20%.

Ключевые слова: оптимизация поливов, система орошения, вымыв цезия из почвы. Введение

Оптимизация водного режима почвы достигается, прежде всего совершенствованием технологии полива, которая играет решающую роль в повышении урожайности сельскохозяйственных культур, в эффективном использовании воды, удобрений, почвенно-климатических, материально-технических и энергетических ресурсов, обеспечения экологического оздоровления окружающей среды.

Современная дождевальная техника работает в автоматическом режиме, ориентирована на многоцелевое использование, применение компьютерных систем контроля и управления, максимальный учет природных условий.

В настоящее время в Брянской области стала применяться современная широкозахватная техника дождевания кругового и фронтального действия Valley, Reinke, T-L, Bauer. Возникла необходимость изучения особенностей ее применения в конкретных условиях Брянской области с ее характерными ландшафтами ополий и полесья, с расчленённостью рельефа до 2.5 км на км2, с наличием радиоактивно загрязненных земель [1].

Определение оросительной нормы озимой пшеницы

СССР и широкого строительства систем орошения оросительные нормы определяли из уравнения водного баланса поля [2]: М = Е - (аР+AW + W^ Е - суммарное водопотребление; аР - осадки, используемые растением; AW - количество воды в корнеобитаемом слое; Wгр - подпитывание активного слоя почвы грунтовыми водами.

Суммарное водопотребление рекомендуется определять по формуле Н.Н. Иванова с поправкой Л.А. Молчанова, равной 0,8.

Е=0,0018(25+^2(100-а)0,8 E - испаряемость за месяц, мм; t - среднемесячная температура; а - среднемесячная относительная влажность воздуха.

Суммарное водопотребление можно несколько уменьшить, введя биологические коэффициенты. Расчет оросительной нормы по описанной методике проведен для озимой пшеницы в Стародуб-ском районе Брянской области (табл.1). Пшеница выращивалась в году 90 % обеспеченности, который по условиям увлажнения являлся остро засушливым.

В период развития орошаемого земледелия в

Таблица 1 - Расчёт оросительной нормы по формуле м = Е - (аР +

Дата Средний суточный дефицит влажности воздуха 100-а, % Средняя суточная температура воздуха за расчетный период t0C, Суммарное водопотре-бление Е мм Е0=0,0018* *(100-а) (25+t)2 Недостаток водопотре-бления !Е0, мм Доступные запасы влаги в почве, W=10H(HB- 0,7Н), НВ=28% от объема почвы мм Осадки, мм

h=1,0 м

Технические науки

-^

Продолжение таблицы 1

01.04-10.04 49 11,1 84 14

11.04-20.04 37 7,8 23,5 23,5 84 13,1

21.04-30.04 58 11,7 46,08 69,58 7,3

01.05-10.05 72 17 74,9 144,5 0,4

11.05-20.05 73 20,4 88,8 233,3 -

21.05-31.05 52 15,6 50,6 283,9 26,1

01.06-10.06 39 18,5 43,5 327,4 34,8

10.06-20.06 58 19,3 67,1 394,5 11

21.06-30.06 61 21,3 77,1 471,6 0

01.07-10.07 54 18,4 60 531,6 7

531,6х0,8=-25 425х0,9=382,7

382,7 84 100

Биологический коэффициент равен 0,9, оросительная норма М=531,6*0,8*0,9-84-100=198,7 м Рекомендуемая методика определения эксплуатационного режима орошения озимой пшеницы

На кафедре природообустройства и водопользования Брянского ГАУ разработана математическая модель изменения запасов влаги в почве под влиянием впитывания с поверхности почвы осадков и испарения, имеющая вид:

(1)

аГ ¿.в

!

Где 7. - количество испарившейся влаги на момент времени t (мм);

НВ - запасы влаги в почве при наименьшей вла-гоемкости (мм);

д1- комплексный параметр, характеризующий скорость испарения (1/сут. мм);

Zм - равновесное содержание влаги в иссушенном слое при

D - параметр, характеризующий скорость впитывания атмосферных осадков и поливных вод, (1/сут).

Интегрирование уравнения (1) позволяет найти аналитическое выражение для описания измене-

ния запасов влаги в почве во времени с момента начала поступления осадков в почву [3]:

7 =-^----(2)

^ , 2от'20 С-(ЪНВ-Р)1 ¿0

где ^ ) - стационарное со

держание влаги в почве при ^ ^ да .

Математическая модель (1) описывает S-образные по форме кинетические кривые изменения запасов влаги в почве.

Параметры кривых ч 1Нв - 0 определяются при спрямлении начальных участков кривых снижения запасов влаги в пределах корнеобитаемого слоя, полученных по экспериментальным данным (рис.1).

Рис. 1 - Определение параметров Методику определения параметров можно найти в монографии [4]. Система мониторинга влажности почвы компании Aqri 2 позволяет определять ежедневную влажность почвы на поле с выращиваемой культурой. Данные автоматически анализируются программой и отображаются в виде графиков на экранах компьютеров пользователя. Значение Нв получают по величине запасов влаги на начало вегетационного периода с учетом параметра 70, величина которого в ходе расчетов регулярно корректируется в зависимости от вы-

кинетической кривой q1HB-D, Zст, Z0 падающих дождей. Используя найденные параметры, прогнозируют изменение запасов влаги, применяя зависимость (2) и определяют дату назначения поливов.

Согласно уравнению (2):

1

(3)

где - начальное значение иссушения почвы после проведения полива, мм;

7к - конечная величина иссушения почвы - тот

предел, при достижении которого проводится полив, мм.

Вода в почве должна обеспечивать высокий уровень интенсивности транспирации, т.к. с ней связано и поступление в растение элементов питания, и протекание биохимических реакций и др. По данным Роде А.А., 95% всей поступающей в растение воды расходуется в процессе транс-пирации [5]. Считается, что в интервале НВ-ВРК (наименьшая влагоемкость - влажность разрыва капилляров) влага для растений легко доступна и высокоэффективна, а в интервале ВРК-ВЗ (влажность завядания) - эффективность влаги для растений снижается.

Тем не менее, считаем необходимым процитировать слова Роде А.А.: «В интервале от НВ до ВРК растение, по-видимому, полностью обеспечено водой. Мы говорим «по-видимому», так как прямых опытных данных для этого интервала влажности не имеется».

В монографии Роде А.А на рисунке 168 приведены интересные S-образные по форме кривые зависимости интенсивности транспирации Т (мм/сут) от влажности почвы (% от объема) [4]. В ясный сухой день максимальная интенсивность транспирации кукурузы Т=6,4 мм/сут при влажности почвы 34-37% (НВ=36%). В облачный день Т =4,2мм/сут при влажности почвы 28-37%.

max ' J ~

В пасмурный день Tmax=1,5 мм/сут при влажности почвы 23-37%. Минимальная интенсивность транспирации и, соответственно, пологие участки S-образных кривых наблюдаются вблизи влажности завядания В3=22,5%. В жаркий день перегиб

кривой интенсивности транспирации с крутой на пологую происходит при влажности почвы 25% от объема или 0,7 HB, в пасмурный день - при влажности 21% или 0,6 НВ. Анализ S-образных кинетических кривых снижения влажности почвы за счет суммарного водопотребления, полученных на сельскохозяйственных полях Рязанской и Брянской областей по многолетним данным метеостанций, подтверждает приведенные в монографии Роде А.А. данные.

Таким образом, в практическом отношении наиболее рациональным является такой режим периодических поливов, при котором полив назначается, когда степень иссушения почвы достигает Zk=0,7Zcm . Величина поливной нормы должна обеспечить остаточный дефицит влажности в почве после полива, равный ZH=(0,3-0,4)Zcm.

Подставим эти значения ZH и Zk в выражение (3), получим длительность межполивного периода: 1,25

f =-

Vi Hb — D сут

Используя найденные параметры, прогнозируют изменение запасов влаги, применяя зависимость (2), и определяют дату назначения поливов. Результаты расчётов сведены в таблицу 2 и нанесены на график (рис. 2).

Сравнение оросительных норм, полученных по традиционной методике расчета и по предлагаемой методике, показывает существенную экономию воды при использовании нашей методики: 1987 -1660=327 м3/га.

* 1. эксперимент

■ 1 расчет

■ 2 расчет

JL

Рис. 2 - Эксплуатационный режим орошения озимой пшеницы в острозасушливом году 90% обеспеченности, г. Стародуб Брянской области. Поливные нормы т1-83 м3/га, т2-83 м3/га

Результаты исследований роли вегетационных поливов при вымыве цезия

Сотрудники кафедры природообустройства и водопользования БГАУ выполнили полевые работы для изучения роли производственных поливов при вымыве цезия из почв в нескольких хозяйствах загрязненных территорий [6-9].

Хорошим примером служит организация орошения в СХП «Решительный» (Новозыбского района Брянской области) [7]. После чернобыльской аварии здесь 10 лет осуществлялись поливы овощей и картофеля. Вода для орошения забиралась из реки Ипуть передвижной насосной станции СНП-50/80 и подавалась в напорный, существующий в настоящее время бассейн, по трубопроводу. Из бассейна передвижной насосной станции вода по разборным трубопроводам направлялась к дождевательным устройствам ДДН-70 и ПЗТ-67.

Полевые обследования проводились весной 2008 года. Почвы орошаемых земель дерновоподзоли-стые, легкосуглинистые. Поливы проводились регулярно, обильно, вносились калийные и аммиачные удобрения. Получали высокие урожаи овощей и картофеля. Измерения гамма-излучения и отбор проб для определения удельной активности осуществлялись на ранее поливаемых распаханных землях и на не поливаемых.

Средняя удельная активность по всем пробам почвы на орошаемых землях составила 1990 5к/ га и на нераспаханных - 5966 5к/га, на неорошаемых рыхлившихся междурядьях сада - 4949 5к/га. Различие в удельной активности на поливных и не поливных землях (2959 5к/к) существенно, несмотря на то, что овощи поливались в течение 10 лет после аварии не промывными, а оросительными нормами.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Таблица 2 - Расчёт режима поливов озимой пшеницы в острозасушливом году с 90% обеспеченностью, г. Стародуб

Дата/ At, сут. Мощность активного слоя Нв, мм Исходные запасы влаги \Л/0, мм Недостаток влаги до Нв Z0=HB-W0, мм -о лом ZCT, Zoo мм W = Нв-£ , со' мм Z(, мм Осадки О, мм Предполивные запасы влаги Wffl=^+0,3-Zcffl = Поливная норма,

Н , м сл' 43 + 0,3 * 208 = Юблш мм

Стародуб, озимая пшеница, при поливе доводим влажность почвы до 0 3 гст с учётом имеющихся запасов влаги

Слой почвы 11=1,0 м. поливаем нормой 83 мм (0,3 - 0,7Z^)

1.04-10.04 1,0 251 246 5 208 43 5 14 106

11.04-20.04 1,0 251 236,9 14,1 0.399 208 43 14,1 13,1 106

21.04-30.04 1,0 251 214,3 36,7 0,115 208 43 36,7 7,3 106

01.05-10.05 1,0 251 170,4 80,6 0,039 208 43 80,6 0,4 106

11.05-20.05 1,0 251 115,7 136 0,013 208 43 136 - 106

21.05-31.05 1,0 251 74+83=157 62 0,0045 208 43 176,3 26,1 106 83

1.06-10.06 1,0 251 128,4 115 208 43

34,8 106 83

11.06-20.06 1,0 251 112,5 164 208 43 164 11 106

21.06-31.06 1,0 251 84+83=167 208 43 191 0 106

1.07-10.07 1,0 251 112,4 208 43 202 7 106

Кроме очистки почв, орошение благотворно влияет и на качество продукции. Повышение урожайности за счет орошений до трех раз способствует снижению содержания цезия на единицу растениеводческой продукции (происходит разбавление) [7].

Приведем некоторые результаты изучения поливов такой распространенной огородной культуры как картофель в Климовском районе на радиоактивно загрязненных землях в 2015 году. В Брянской области урожайность картофеля снизилась по сравнению с другими областями центра России и необходим переход на новые технологии [10,11].

Почвы оросительной системы - дерново-подзолистые, супесчаные полеватые. Полевое обследование показало, что при поливах дождевальной машиной Valleу на дне борозд между картофельными гребнями образуется сток влаги даже при средней интенсивности подачи дождя. Замеры у -фона на картофельном поле в конце поливного сезона выявили, что на гребнях у -фон не превы-

шает 17-20 мкР/час, а на дне борозд в 2 раза больше, достигая 35-37 мкР/ч. Проведенные опыты по определению впитывающей способности почвы на гребне и на дне борозды показали, что скорость впитывания на гребне в 10 раз выше, чем на дне борозды, достигая 5мм/мин. Клубни картофеля формируются в гребне, и, таким образом, дождевание, способствуя очищению почв в гребнях от радионуклидов за счет промывки, обеспечивает чистоту клубней.

Непосредственной задачей режима орошения должно стать создание высоких скоростей фильтрации в гребнях картофеля, обеспечивающих десорбцию цезия и питательных элементов из диффузного слоя, сформированного на стенках капилляров. Но поливные нормы при этом должны быть небольшие, в пределах 60м3/га, хотя впитывающая способность почвы позволяет вносить поливную норму до 200-450м3 /га. Таким образом, поливать нужно часто, малыми поливными нормами, с высокой интенсивностью дождя и впитывания (рис. 3).

1

д \

X 1 ♦ Ряд1 I-Степенной {Рид1) |

Рис.3 - Скорость впитывания воды в картофельный гребень на супесчаной почве в д. Сытая Буда Климовского района, рекомендуемые интенсивности дождевания 5-3 мм/мин, поливные нормы до 200-450 м3/га (слой дождя до 20-45 мм)

Рекомендуемая технология подготовки почвы к посеву огородных культур на примере посадки картофеля

Для того чтобы увеличить скорость фильтрации в дно борозды, предотвратить поверхностный сток и усилить промывку цезия через дно борозды, последнюю нужно рыхлить.

Механическая обработка почвы обычно осуществляется в основном орудиями с пассивными рабочими органами и, как правило, удовлетворительное крошение почвы достигается последовательным применением не менее трех различных орудий - плуга, бороны, культиватора. Это значительно увеличивает энергозатраты и способствует чрезмерному переуплотнению почвы.

Предлагается следующая технология [12]. Осенью на участке нарезаются гребни. Весной в предварительно нарезанных гребнях почва быстрее подсушивается и прогревается, что дает возможность высаживать клубни на 10-14 дней раньше и урожай повышается на 50ц/га. Культиватор должен состоять из комбинированных рабочих органов: стрельчатых лап и окучников.

При работе стрельчатые лапы должны проходить между гребнями, нарезанными с осени. Их задача - разрушить плужную подошву и нарезать щели для увеличения скорости впитывания поливной воды (рис. 4).

Данный способ разрушения плужной подо-

швы уменьшает энергозатраты, т.к. лапы между гребнями работают на глубине 12-15см, тогда как при традиционном способе их необходимо заглублять на 30-35см. Одновременно с этим отвалы окучников смещают нарезанные с осени гребни в обе стороны и формируют их снова над щелями от следа лап. В результате щели будут находиться под рядками растений, что усилит скорость фильтрации воды через гребень.

1 - предварительно нарезанный гребень,2 - окончательно нарезанный гребень, 3 - щель в дне борозды,

выполненная рыхлителем на глубину 10-15 см, 4 -окучник, частично перемещающий гребень из положения 1 в положение 2, 5 - рыхлитель с ярусовыми рабочими органами, 6 - направление движения агрегата Рис. 4 - Схема технологического процесса подготовки почвы к посадке картофеля культиватором КРН-4,2 А.

Выводы

Экономический эффект от применения предлагаемой технологии слагается из трех частей:

1.Повышение урожайности за счет предотвращения поверхностного стока и экономного расходования воды.

2.Предотвращение ущерба за счет снижения дозы облучения. Снижение дозы облучения на 1чел-Зв/год оценивается, как известно, в 20 тыс. евро.

3.Применение рекомендуемого технологического процесса подготовки почвы к посадке картофеля обеспечивает рост урожайности в среднем на 20%.

Список литературы

1. Современные проблемы радиологии в сельскохозяйственном производстве : моногр. / Н. М. Белоус, С. А. Бельченко, Н. М. Дубенок и др. - Рязань : Мещерский филиал ГНУ ВНИИГиМ Рос-сельхоз академии, 2010. - 363 с.

2. Богушевский, А. А. Сельскохозяйственные гидротехнические мелиорации [Текст] / А. А. Богушевский, А.И. Голованов, В.А. Кутергин и др. - М. : Колос, 1981. - 375с.

3. Василенков, В. Ф. Водосберегающий эксплуатационный режим орошения. /В.Ф. Василенков, Е.А. Мельникова // Актуальные проблемы экологии на рубеже третьего тысячелетия и пути их решения. Сб. материалов международной научно-практической конференции.- Брянск : ГСХА, 1999. - с. 657-659.

4. Василенков, С. В. Водохозяйственные реабилитационные мероприятия на радиоактивно загрязненных территориях [Текст] : моногр. / С. В. Василенков. - М. : МГУП, 2010. - 289 с.

5. Роде, А. А. Основы учения о почвенной влаге [Текст] : моногр. / А. А. Роде. - Л. : Гидрометеоиз-дат, 1965. - Т.1. - 663 с.

6. Василенков, В. Ф. Удаление радиации в загрязненных цезием населенных пунктах [Текст] / В. Ф. Василенков, С. В. Василенков // Проблемы

ECOLOGICAL AND ECONOMIC OPTIMIZATION OF THE OPERATIONAL IRRIGATION REGIME

BY MODERN SPRINKLING MACHINES

Vasilenkov Valeriy F., Doctor of technical sciences, professor of the department of environmental engineering and water management, poivp@bgsha.com

Vasilenkov Sergey V., Candidate of technical sciences, docent of the department of environmental engineering and water management, poivp@bgsha.com

Demina Olga N., Candidate of technical sciences, docent of the department of environmental engineering and water management, ol20nik@yandex.ru

FSGEE HE Bryansk State Agricultural University

Magaiskiy Youriy A. Doctor of technical sciences, professor, Ryazan State Agrotechnological University Named after P.A. Kostychev, mail@mntc.pro

Melnikova Elena A., Candidate of technical sciences, docent of the department of environmental engineering, FSGEE HE Bryansk State University of engineering and technology, melen-241@ya.ru

The aim of the research is to improve the technology of crop irrigation on reclamation systems, creation of optimum modes of water supply, rationalization of the use of water resources, development of methods of calculation of irrigation regimes. Studies were conducted on irrigation systems, equipped with modern sprinkling machines. Soils are sod - podzolic, silty loam. During field surveys intensity of rain and surface runoff formation were recorded, field experiments on the absorption of water by filing it in the ring, embedded in soil, were carried out, the raindrops and their effect on soil structure were measured. Gamma background was measured by the dosimeter in irrigated area. Crop irrigation with modern sparkle machines was studied under production conditions, that allowed to reveal the patterns of soil moisture changes influenced by evaporation, transpiration, absorbed the rain with the soil surface. Calculation methods of crop irrigation regimes are given, which based on the mathematical model of soil moisture change in evaporation and infiltration as a result of irrigation water and rainfall. It is given the method of forecasting the timing of irrigation and determining the duration of irrigation interval. There is described the example of design of water-saving irrigation for the

энергообеспечения, информации и автоматизации, безопасности и природопользования в АПК : сб. материалов междунар. научн.-практ. конф. -Брянск : ГСХА, 2014. - С. 66-77.

7. Василенков, С. В. Оптимизация использования систем орошения в радиационной зоне [Текст] / С. В. Василенков // Актуальные вопросы эксплуатации современных систем энергообеспечения и природопользования : сб. материалов IX междунар. научн.-технич. конф. - Брянск : ГАУ, 2015. -С. 26-30.

8. Василенков, С. В. Вымыв цезия -137 из почвы в населённых пунктах радиоактивно- загрязненной местности [Текст] / С. В. Василенков, О. Н. Дёмина // Экология урбанизированных территорий - 2009, -№ 4. - С. 59-64.

9. Василенков, С. В. Рекомендации по уменьшению удельной активности почв на территориях, пострадавших от аварии на Чернобыльской АЭС [Текст] / С. В. Василенков, О. Н. Дёмина // Вестник МАН «Экология и безопасность жизнедеятельности». - 2012. - Т. 17. - № 3. - С. 79-82.

10.Ториков, В. Е. Рынок картофеля и овощей: проблемы и перспективы развития [Текст] / В. Е. Ториков, Т. Е. Родина // Вестник Брянской сельскохозяйственной академии. - 2005. - С. 65-68.

11.Кувшинов, Н. М. К вопросу совершенствования обработки почвы в юго-западных районах Брянской области, подвергшихся радиоактивному загрязнению [Текст] / Н. М. Кувшинов // Проблемы энергетики, природопользования : сб. материалов междунар. науч.-практ. конф. - Брянск : ГСХА, 2010.

12. Лабух, В. М. Некоторые пути уменьшения уплотнения почвы при возделывании картофеля [Текст] / В. М. Лабух // Актуальные проблемы экологии на рубеже третьего тысячелетия и пути их решения : сб. материалов междунар. науч.-практ. конф. - Брянск : ГСХА, 1999. - С. 706-707.

operating conditions of arid year at winter wheat cultivation on sandy soils Starodubskiy district. Field survey of irrigation potatoes showed that with irrigation by sprinkler Valley at the bottom of the furrows between the potato ridges formed the water runoff even at an average flow rate of rain. Measurements of gamma background on the potato field at the end of the irrigation season revealed that the ridges of gamma background did not exceed 17-20 mR /hr, and at the bottom of furrow in 2 times higher, reaching 35-37 mR /hr. Our experiments of absorbency of the soil on the ridge and furrow bottom showed that the rate of absorption at the crest in 10 times higher than at the bottom of the groove, reaching 5 mm / min. Potato tubers form on the ridge and thus the irrigation of soil cleanses ridges from radionuclides by washing, ensuring the purity of tubers. But irrigation rates in this case should be small, in the range of 60m3/ha, although the absorption capacity of the soil allows you to make irrigation rates to 200-450m3/ ha. Thus, you need to water often by small irrigation rates, with a high intensity of rain and absorbing rate. In order to increase the rate of filtration in the bottom of the trench it is needed to prevent the water runoff and enhance the cesium leaching through the bottom of the furrow, the latter need to loosen by the tiller. It is given the technology of soil preparing for sowing and planting of vegetable crops. Proposed technologies increase the yield of potatoes in irrigated fields, including the expense of prevention of surface runoff, soil erosion and water saving; reduce radiation dose and increase life expectancy. Using of the recommended process in order to prepare the ground for planting potatoes provides higher yields by an average of 20 %.

Key words: optimization of irrigation, irrigation system, cesium leaching from the soil

Literatura

1. Sovremennye problemy radiologii v sel'skokhozyaystvennom proizvodstve : monogr. /N.M. Belous, S.A. Bel'chenko, N.M. Dubenok i dr. - Ryazan': Meshcherskiy filial GNU VNNIGiM Rossel'khoz akademii, 2010. -363 s.

2. Bogushevskiy, A.A. Sel'skokhozyaystvennye gidrotekhnicheskie melioracii [Tekst] / A.A. Bogushevskiy, A.I. Golovanov, V.A. Kutergin i dr. - M. : Kolos, 1981. - 375 s.

3. Vasilenkov, V.F. Vodosberegayushchiy ehkspluatacionny rezhim orosheniya. / V.F. Vasilenkov, E.A. Mel'nikova//Aktual'nye problem ehkologiina rubezhe tret'ego tysyacheletiya iputiikh resheniya. Sb. Materialov mexhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferencii.- Bryansk: GSKhA, 1999. - s. 657-659.

4. Vasilenkov, S.V Vodokhozyaystvennye meropriyatiya na radiaktivno zagryaznennykh territoriyakh [Tekst]: monogr. / S.V. Vasilenkov. - M. : MGUP, 2010. - 289 s.

5. Rode, A.A. Osnovy ucheniya o pochvennoy vlage [Tekst]: monogr. /A.A. Rode. - n.: Gidrometeoizdat, 1965. - T.1. - 663 s.

6. Vasilenkov, V.F. Udalenie radiacii v zagryaznennykh ceziem naselennykh punktakh [Tekst] / V.F. Vasilenkov, S.V Vasilenkov // Problemy ehnergoobespecheniya, informacii I avtomatizacii, bezopasnosti i prirodopol'zovaniya v APK : sb. materialov mezhdunar. nauchn.-prakt. konf. - Bryansk : GSKhA, 2014. - S. 66-77.

7. Vasilenkov, S.V Optimizaciya ispol'zovaniya system orosheniya v radiacionnoy zone [Tekst] / S.V. Vasilenkov // Aktual'nye voprosy ehkspluatacii sovremennykh system ehnergosberezheniya i prirodopol'zovaniya : sb. materialov IX mezhdunar. nauchn.-tekhnich. konf. - Bryansk: GAU, 2015. - S. 2630.

8. Vasilenkov, S.V. Vymyv ceziya-137 iz pochvy v naselennykh punktakh radiaktivno-zagryaznennoy mestnosti [Tekst] / S.V. Vasilenkov, O.N. Dyomina // Ehkologiya urbanizirovannykh territoriy - 2009, - № 4. - S. 59-64.

9. Vasilenkov, S.V. Rekomendacii po umen'sheniyu udel'noy aktivnosti pochv na territoriyakh, postradavshikh ot avarii na Chernobyl'skoy AEhS [Tekst] / S.V. Vasilenkov, O.N. Dyomina // Vestnik MAN «Ehkologiya i bezopasnost' zhiznedeyatel'nosti». - 2012. - T. 17. - № 3. - S. 79-82.

10. Torikov, V.E. Rynok kartofelya i ovoshchey: problem i perspektivy razvitiya [Tekst] / V.E. Torikov, T.E. Rodina // Vestnik Bryanskoy gosudarstvennoy akademii. - 2005. - S. 65-68.

11. Kuvshinov, N.M. K voprosu sovershenstvovaniya obrabotki pochvy v yugo-zapadnykh rayonakh Bryanskoy oblasti, podvergshikhsya radioaktivnomu zagryazneniyu [Tekst] / N.M. Kuvshinov // Problemy ehnergetiki, prirodopol'zovaniya : sb. materialov mezhdunar. nauch.-prakt. konf. - Bryansk: GSKhA, 2010.

12. Labukh, V.M. Nekotorye puti umen'sheniya uplotneniya pochvy pri vozdelyvanii kartofelya [Tekst]/ V.M. Labukh // Aktual;nye problem ehkologii na rubezhe tret'ego tysyacheletiya i puti ikh resheniya. Sb. Materialov mexhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferencii.- Bryansk: GSKhA, 1999. - s. 706-707.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.