Результат интеллектуальной деятельности: СИСТЕМА МЕЛИОРАЦИИ ПРИ ДИСКРЕТНОМ ПОЛИВЕ ПО БОРОЗДАМ

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при поливе сельскохозяйственных культур по бороздам в предгорной зоне.

Известны влагоаккумулятивные почвенные конструкции (Смагин А.В. и др. Влагоаккумулирующие почвенные конструкции: теория, эксперимент, практика // Агроэкологические проблемы состояния почв нечерноземной зоны и пути их решения. - М.: МГУ, 2009. - С.118-130).

В предлагаемых конструкциях в качестве влагоаккумулирующих средств используются почвенные кондиционеры природного происхождения: торф, навоз, компосты, известь, гуматы. Для достижения максимальной эффективности использования этих почвенных материалов рекомендуется располагать их отдельными слоями. Для предотвращения потерь поливной воды на глубинную фильтрацию использовались флювиогляциальный песок, грубодисперсный щебнистый материал со средним диаметром 1…3 см, торф, располагаемых слоями толщиной 5 см на глубинах 5-10 см, 25-30 см, 35-40 см.

Недостаток предлагаемых конструкций - не использование их в системах полива по бороздам.

Известна самонапорная оросительная система для полива по бороздам (предварительный патент 379 KG, МПК A01G 25/16. - Опубл. 30.06.2000. - Бюл. №2). Оросительная система содержит основной напорный трубопровод, дополнительные напорные трубопроводы, распределительные трубопроводы, ярусы поливных трубопроводов, подключенные к распределительным трубопроводам, программное устройство управления дискретным поливом, затворы на дополнительных напорных трубопроводах, гидроприводы которых связаны с выходами программного устройства.

Недостатком оросительной системы является ее высокая стоимость, связанная с наличием большого количества поливных трубопроводов, возникновение эрозии почвы при поливе вследствие прокладки поливных борозд по максимальному уклону местности.

Известны способ увлажнения почвы в горно-предгорной зоне при поливе участков по бороздам животноводческими стоками и система для его реализации (патент на изобретение 2400058 RU, МПК A01G 25/00 / Ким И.А., Терпигорев А.А., Ким И.И., Ким А.И. - Опубл. 27.09.2010. - Бюл. №27. - 7 с.) - прототип.

Система содержит источник орошения, самонапорный трубопровод, проложенный по максимальному уклону местности, автоматизированную систему управления. К самонапорному трубопроводу через клапаны с мембранным приводом подключены поливные трубопроводы с микрогидрантами для подачи воды в группу уплотненных тупиковых борозд, часть верхняя часть которых проложена под углом к горизонталям местности, а нижняя часть - параллельно горизонталям. Способ увлажнения почвы осуществляют по дискретной технологии полива с переменным расходом поливных струй и рассредоточением выдачи поливной нормы.

Недостатком системы и способа увлажнения почвы являются возможные потери поливной воды на глубинную фильтрацию и переполнение поливных борозд и сброс воды, неравномерность увлажнения почвы вдоль длины поливных борозд.

Техническим результатом заявленного изобретения является повышение равномерности увлажнения почвы, влагоемкости активного слоя почвы, предотвращение потерь воды на глубинную фильтрацию, сброса воды в конце поливных борозд.

Заявленный результат достигается тем, что система мелиорации при дискретном поливе по бороздам, включает источник орошения, водозаборные сооружения, соединенные с самонапорным трубопроводом, который через затворы с мембранными приводами соединен с парой распределительных трубопроводов. Выходы распределительных трубопроводов соединены с поливными трубопроводами, проложенными по максимальному уклону местности. Поливные участки содержат уплотненные поливные борозды, проложенных по краям грядок. Верхняя часть поливных борозд проложена с малым уклоном под углом к горизонталям местности, а нижняя часть, выполненная в виде глубоких поливных борозд, проложенных параллельно горизонталям, соединена в конце с аналогичными бороздами, поливаемыми из другого поливного трубопровода. На поливных трубопроводах установлены шаговые гидравлические двигатели, связанные с шаровым распределительным вентилем, выходы которого соединены трубками с распределительными бороздами, через которые вода подается в пары уплотненных поливных борозд. Посередине грядок проложены траншеи глубиной до одного метра, заполненные с торфом и навозом. Центр грядок накрыт мульчей из растительных остатков, ниже поливных борозд проложены экраны из мелиоративной пленки, выше которых в активном слое почвы грядок проложен слой (5…10 см) песка или гравия, толщина которого увеличивается при приближении к концу верхней части поливных борозд.

Блок управления поливом содержит источник питания, контроллер, электронные ключи, электрогидрореле, радиоприемное устройство и соединен с мембранными приводами затворов, а в месте стыковки двух контрольных поливных борозд, поливаемых из двух соседних поливных трубопроводов, установлен датчик контроля добегания поливной струи, соединенный с устройством сигнализации.

Длительность подачи импульса определяется по датчику контроля добегания поливной струи. В начале выдачи поливной нормы импульсы полива подаются поочередно в четыре пары поливных борозд. После стабилизации времени добегания поливных струй до конца поливных борозд циклическая подача импульсов полива в четыре пары поливных борозд прекращается. Оставшаяся часть поливной нормы осуществляется циклической подачей импульса полива в четыре пары поливных борозд с увеличением паузы между импульсами в зависимости от водно-физических свойств почвы до 24 часов.

Система мелиорации при дискретном поливе по бороздам позволяет предотвратить непроизводительные потери поливной воды на глубинную фильтрацию, сброс, повысить равномерность увлажнения почвы вдоль длины поливных борозд.

На фиг.1 приведена схема системы мелиорации системы мелиорации при дискретном поливе по бороздам; на фиг.2 - разрез почвы поливного участка.

Система мелиорации при дискретном поливе по бороздам содержит источник орошения 1, водозаборные сооружения 2, соединенными с напорным трубопроводом 3, на выходе которого установлены затворы 4 с мембранными приводами, соединенными с блоком 5 управления поливом.

Выход напорного трубопровода 3 соединен с парой распределительных трубопроводов 6, выходы которых соединены с двумя поливными трубопроводами 7, проложенными по максимальному уклону местности.

На поливных трубопроводах 7 установлены шаговые гидравлические двигатели 8, связанные с шаровым распределительным вентилем.

Выходы шарового распределительного вентиля соединены трубками 9 с распределительными бороздами 10. Распределительные борозды 10 соединены с парами уплотненных поливных борозд 11, расположенных по краям грядок 12.

Начальная часть поливных борозд 11 проложена под малым уклоном вдоль горизонталей местности, а их конечная часть выполнена без уклона в виде глубоких поливных борозд. Концы поливных борозд соединены с аналогичными концами поливных борозд поливаемых из другого поливного трубопровода 7. Посередине грядок 12 проложены траншеи 13 глубиной до одного метра, заполненные торфом и навозом. Центр грядок 12 накрыт мульчей 14 из растительных остатков. Ниже поливных борозд проложены экраны из мелиоративной пленки 15, выше которых в активном слое почвы грядок проложен слой (5…10 см) песка или гравия 16, толщина которого увеличивается при приближении к концу начальной части поливных борозд.

В месте стыковки двух контрольных поливных борозд 11, поливаемых из двух соседних поливных трубопроводов 7, установлен датчик 17 контроля добегания поливной струи, соединенный с устройством сигнализации 18.

Блок управления поливом 5 содержит источник питания, контроллер, электронные ключи, электрогидрореле, радиоприемник.

Устройство сигнализации 18 содержит источник питания, радиопередатчик, устройство контроля замыкания контактов датчика 17 контроля добегания поливной струи.

Система мелиорации при дискретном поливе по бороздам работает следующим образом.

При назначении полива в блок 5 управления поливом вводится поливная норма. После пуска блок 5 управления поливом подает давление воды на мембранный привод затвора 4 первого распределительного трубопровода 6 и вода из первого поливного трубопровода 7 подается в первые пары уплотненных поливных борозд 11, поливаемых из первого поливного трубопровода 7.

После добегания поливных струй до датчика контроля добегания поливных струй устройство сигнализации подает радиосигнал, который принимается блоком 5 управления поливом, который подает команду на закрытие затвора 4 первого поливного трубопровода и открытие затвора 4 второго распределительного 6 трубопровода. Вода из второго поливного трубопровода 7 подается в первые пары уплотненных поливных борозд 11. При этом контроллер блока 5 управления проливом запоминает длительность импульса полива.

Во время подачи импульса полива стоки из первых пар политых поливных борозд 11 поливают конечные части вторых пар поливных борозд 11, поливаемых из второго поливного трубопровода 7. После добегания поливных струй до места стыковки поливных борозд 11 датчика контроля добегания поливных струй он подает радиосигнал. Блок 5 управления поливом дает команду на прекращение полива из второго поливного трубопровода и начало полива из первого поливного трубопровода. При этом в результате процесса понижения и повторного повышения давления в поливном трубопроводе шаговые гидравлические двигатели 8 переключают шаровые вентили во второе положение и вода подается во вторые пары поливных борозд. Длительность импульса при этом соответствует запомненной контроллером длительности импульса полива, соответствующего длительности импульса при подаче воды в первые пары поливных борозд 11. Аналогичным образом осуществляется полив всех четырех пар поливных борозд.

При последующих кругах полива контроллер сравнивает длительность импульсов полива при поливе первых пар поливных борозд. При уменьшении этой разности до заданной уставки контроллер определяет необходимость прекращения цикла круговой подачи импульсов полива и затем увеличивает паузу, в зависимости от водно-физических свойств поливаемой почвы, между циклами подачи импульсов от 12 до 24 часов.

Система мелиорации при дискретном поливе по бороздам позволяет предотвратить непроизводительные потери поливной воды на глубинную фильтрацию, сброс, повысить равномерность увлажнения почвы вдоль длины поливных борозд, обеспечивает постепенное увлажнение почвы по капиллярам без разрушения ее структуры.