Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ОВОЩНЫХ КУЛЬТУР ПРИ КАПЕЛЬНОМ ОРОШЕНИИ

Изобретение относится к сельскому хозяйству и предназначено для возделывания овощных культур рассадным способом при капельном орошении.

Известна система капельного орошения с модулем активации оросительной воды, включающая гидравлически соединенные водоисточник, насосную станцию, фильтр, манометры, запорную арматуру, магистральный трубопровод, сеть распределительных и поливных трубопроводов, капельницы, при этом она снабжена водовоздушным баком-отстойником с осадочной камерой для сбора взвешенных частиц, модулем электроактивации оросительной воды, состоящим из источника постоянного тока и установки для электроактивации воды, электрически связанной с источником постоянного тока и имеющей переключатель потенциалов, при этом установка имеет подводящий трубопровод с внутренней винтовой направляющей поверхностью, имеющей левостороннюю направленность, и трубопровод для отвода воды с положительным и отрицательным потенциалом, имеющий на внутренней поверхности винтовую направляющую с левосторонней направленностью и соединенный с магистральным трубопроводом, на котором гидравлически параллельно соединена в сеть емкость для подготовки питательного раствора, при этом установка для электроактивации воды включает коаксиально расположенные электроды с возможностью изменения положительного и отрицательного потенциала, полупроницаемую обечайку между ними, выполненную из микропористой пластмассы, один из электродов, выполняющий функции корпуса, имеет форму полого цилиндра и изготовлен из нержавеющей стали или титана, внутри полого цилиндра, отделенный от его поверхности полупроницаемой обечайкой, установлен электрод, имеющий форму винтового шнека с навивкой против часовой стрелки, выполненный из нержавеющей стали или титана, для подвода положительного и отрицательного потенциала к электродам предусмотрены токопроводящие шины, корпус установки воды имеет присоединительные резьбовые наконечники, к которым подключаются подводящие и отводящие трубопроводы, выполненные из диэлектрического агрессивно-устойчивого полиэтилена, корпус установки для электроактивации воды закрыт снаружи диэлектрическим кожухом (RU, патент на изобретение №2410869, МПК A01G 25/00).

К недостаткам данной системы капельного орошения относятся отсутствие возможности механизированной раскладки поливных трубопроводов и размещения капельниц у растений.

Известен способ возделывания бахчевых культур, включающий предпосевную подготовку семян, высев семян в подготовленную почву и уход за посевами, при этом семена перед посевом обрабатывают раствором анолита с редокс-потенциалом 600÷1000 мВ при температуре 20-30°C в течение 60-90 мин, обработанные семена выдерживают в растворе католита с доступом воздуха до проклевывания ростков с редокс-потенциалом (-150)÷(-300) мВ при указанной температуре, посев проращенных семян производят с потоком воды, а через четыре-шесть суток после появления всходов в фазе «шатрик» - 2-3 настоящих листа - производят обработку католитом - малообъемным опрыскиванием - с редокс-потенциалом (-150)÷(-200) мВ, а рыхление почвы в междурядьях совмещают с опрыскиванием католитом и подрезанием сорняков в междурядьях, до начала плетеобразования осуществляют опрыскивание посевов анолитом с редокс-потенциалом 600÷1000 мВ, последующую обработку посевов выполняют католитом с редокс-потенциалом (-150)÷(-200) мВ в момент массового цветения женских цветков - начало плодообразования, а завершающее опрыскивание католитом с редокс-потенциалом (-150)÷(-200) мВ совмещают с рыхлением междурядий и подрезанием сорняков между корнями бахчевых культур при укладке-раскладке плетей (RU, патент на изобретение №2301513, МПК А01В 79/02).

К недостаткам данного способа относится отсутствие возможности использования капельного орошения, позволяющего обеспечить подачу воды к растениям с заданным окислительно-восстановительным потенциалом, и подачи оросительной воды к корневой системе растений.

Известен способ возделывания сельскохозяйственных культур при капельном орошении, включающий раскладку поливного трубопровода, посев семян сельскохозяйственной культуры в точках размещения водовыпусков и вегетационные поливы, при этом первый полив посевов производят поливной водой - анолитом - электроактивированной водой с потенциалом +600…+700 мВ и поливной нормой, установленной из условия доведения влажности почвы до наименьшей влагоемкости (НВ), далее при снижении влажности почвы производят повторный полив католитом - электроактивированной водой с потенциалом -150…-300 мВ, а последующие поливы выполняют для поддержания влажности не менее 70…80% НВ, периодически чередуя анолит с потенциалом +500…+600 мВ и католит с потенциалом -150…-200 мВ (RU, патент на изобретение №2332825, МПК А01В 79/02).

К недостаткам данного способа относятся отсутствие возможности механизированной раскладки поливного трубопровода с размещением водовыпусков у корневой системы растений, а также значительного повышения потенциала электроактивации в зависимости от фазы развития растений и состояния сельскохозяйственной культуры.

Данный способ принят нами в качестве наиближайшего аналога.

Сущность заявленного изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - повышение уровня механизации при возделывании овощных культур, обеспечение возможности механизированной укладки поливного трубопровода у корневой системы растений, повышение биологической активности оросительной воды регулированием ее окислительно-восстановительного потенциала.

Технический результат - снижение трудоемкости возделывания, повышение урожайности.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе возделывания овощных культур при капельном орошении, включающем раскладку поливного трубопровода, высадку рассады сельскохозяйственной культуры в точках размещения водовыпусков и вегетационные поливы, согласно изобретению раскладка поливного трубопровода производится агрегатом для высадки рассады и укладки поливного трубопровода, снабженного барабаном с размещенным на нем поливным трубопроводом, длина которого должна соответствовать расстоянию между поворотными полосами орошаемого поля, для вегетационных поливов использована система капельного орошения, включающая водоисточник, модуль очистки воды от примесей и электроактиватор, соединенный гидравлически через запорно-регулирующее устройство с распределительным трубопроводом, имеющим отводные патрубки для присоединения поливных трубопроводов, распределительный трубопровод размещен у переднего края, поворотной полосы орошаемого поля, электроактиватор воды оборудован генератором постоянного тока с регулируемыми параметрами и переключателем потенциалов, активирующая часть электроактиватора воды включает цилиндрический корпус, выполненный из нержавеющей стали или титана с резьбовыми наконечниками и выполняющего функцию наружного электрода, во внутренней полости цилиндрического корпуса, отделенный полупроницаемой диафрагмой из микропористой пластмассы, установлен с возможностью монтажа-демонтажа внутренний электрод, выполненный из волнообразных пластин нержавеющей стали, установленных во внутренней полости корпуса перекрестно, расстояние между пластинами принято из условия обеспечения необходимого проходного сечения потока, обеспечивающего заданный расход через электроактиватор, подвод электрического потенциала к внутреннему электроду выполнен через клемму, изолированную от корпуса диэлектрической втулкой, а подвод потенциала к корпусу выполнен через клемму, закрепленную к наружной поверхности корпуса, вегетационные поливы производят в следующей последовательности: первый полив католитом с потенциалом -300…-400 мВ при водородном показателе pH 7,5…8 и нормой полива 2…3 литра на растение, через сутки производят полив анолитом - электроактивированной водой с потенциалом +500…+600 мВ с доведением влажности почвы до наименьшей влагоемкости (НВ), в дальнейшем полив производится периодически для поддержания влажности почвы в пределах 80…85% НВ католитом с потенциалом -200…-300 мB, полив анолитом с потенциалом +600…+700 мВ производится при появлении болезнетворных микробов или вредителей с доведением влажности почвы в пределах 80…85% НВ, после уборки урожая укладка поливного трубопровода на барабаны выполняется с переднего навесного устройства трактора, снабженного кронштейнами для навески барабанов.

Проведенные заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию «Новизна» по существующему законодательству.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 представлена конструкция агрегата для высадки рассады и укладки поливного трубопровода, вид сбоку.

На фиг.2 - представлена схема системы капельного орошения, вид в плане.

На фиг.3 - представлена конструкция активирующей части установки для электроактивации воды, поперечный разрез.

На фиг.4 - конструкция активирующей части установки для электроактивации воды, вид сверху.

Сведения, подтверждающие возможность реализации заявленного изобретения, заключаются в следующем.

Для осуществления способа используются агрегат для высадки рассады и укладки поливного трубопровода и система капельного орошения с установкой для электроактивации воды.

Агрегат для высадки рассады и укладки поливного трубопровода включает всасывающий рукав 1 с фильтром, гидравлически соединенный с баком 2 и оборудованный водомерным стеклом 3. Для обеспечения заданной ширины междурядий предусмотрен маркер 4. Над рассадопосадочной машиной установлен тент 5. Бак 2 гидравлически соединен поливным рукавом 6 с системой полива воды под корень рассады. Рассадопосадочная машина опирается на опорно-приводные колеса 7 и смонтирована на раме 8. На раме 8 с помощью поводков 9 смонтированы высаживающие аппараты 10 с рассадодержателями 11. В нижней части к поводкам 9 закреплен регулируемый по высоте сошник 12. За сошником 12 установлено прикатывающее колесо 13. В задней части к поводкам 9 с помощью кронштейнов 14 установлен барабан 15 с поливным трубопроводом 16 для укладки у рядков высаженной рассады 17. Сажальщики рассады 17 размещены на сиденьях 18, а рассада находится на стеллажах 19. Привод во вращение высаживающих аппаратов 10 выполнен от опорно-приводного колеса 7 через цепную передачу 20. Перед сиденьями 18 размещены ящики 21 для рассады. К кронштейну тента 5 закреплена лебедка 21 с тросом 22 для подъема и опускания барабана 15. Капельное орошение высаженной рассады 17 обеспечивается системой капельного орошения, включающей водоисточник 23, в котором смонтировано водозаборное сооружение 24. Для забора воды из водоисточника 23, ее очистки служит модуль, включающий насос 25, гидравлически соединенный с отстойником 26. Насос 27 обеспечивает подачу воды в фильтр тонкой очистки 28 с водовоздушным баков 29. Водовоздушный бак 29 гидравлически соединенный установкой для электроактивации воды 30, оборудованной переключателем потенциалов 31 и генератором 32 постоянного тока с возможностью регулирования напряжения и силы тока. Установка 3 для электроактивации воды гидравлически соединена через запорно-регулирующее устройство 33 с распределительным трубопроводом 34 оросительной системы. На распределительном трубопроводе 34 предусмотрены отводные патрубки 35. За распределительным трубопроводом 34 предусмотрена поворотная полоса 36. За поворотной полосой 36 уложены поливные трубопроводы 16 с капельными водовыпусками 37.

На стороне поля, противоположной распределительному трубопроводу, предусмотрена поворотная полоса 38 для движения агрегата в обратном направлении. Давление в распределительном трубопроводе контролируется манометром 39.

Активирующая часть установки 30 для электроактивации воды подсоединена к магистральному трубопроводу 40 с помощью резьбовых патрубков, включающих резьбовую входную часть 41 и выходную 42, выполненных на цилиндрическом корпусе 43. Цилиндрический корпус 43 изготовлен из нержавеющей стали или титана. Во внутренней полости цилиндрического корпуса, служащего электродом, установлена диафрагма 44, изготовленная из микропористой пластмассы. Диафрагма 44 отделяет цилиндрический корпус 43 от внутреннего электрода 45, выполненного из волнообразных пластин нержавеющей стали, установленных перекрестно во внутренней полости цилиндрического корпуса 43 с возможностью монтажа-демонтажа. Необходимый зазор между электродами 45 устанавливается пластинами 46. Подвод электрического потенциала к внутреннему электроду выполнен через клемму 47, которая изолирована от корпуса 43 диэлектрической втулкой 48. Подвод электрического потенциала к корпусу 43 выполнен через клемму 49.

Технологический процесс высадки рассады и укладки поливного трубопровода выполняется следующим образом.

Перед началом работы баки 2 через высевающий рукав 1 заполняются поливной водой. Контроль заполнения осуществляется через водомерное стекло 3. На стеллажи 19 устанавливаются емкости с рассадой 17. Ящики 21 загружаются необходимым количеством рассады 17, которое должно обеспечить работу рассадопосадочной машины до поворотной полосы. На высаживающие аппараты 10 устанавливается необходимое число рассадодержателей 11 в зависимости от заданного шага посадки.

Устанавливается необходимая глубина заделки рассады 17 регулировкой заглубления сошника 12. Поливной трубопровод 16 закрепляется к подводящему трубопроводу, и барабан 15 опускается на поверхность почвы. Начинается движение агрегата. При этом сошник 12 образует в почве бороздку заданной глубины, сажальщики забирают из ящиков 21 рассаду 17 и вкладывают ее в рассадодержатели 11. При вращении высаживающего аппарата 10 рассадодержатель 11 перемещается к бороздке, образованной сошником 12, а в нижней части над бороздкой рассадодержатель 11 раскрывается, и рассада 17 укладывается в бороздку, образованную сошником 12. Одновременно с этим в бороздку подается порция воды из поливного рукава 6, смачивает корневую систему рассады 17 и почву бороздки, образованной сошником 12.

Прикатывающее колесо 13 сжимает кромки бороздки и фиксирует рассаду 17 в вертикальном положении. При движении агрегата трубопровод 16 разматывается за счет сцепления барабана 15 с почвой и укладывается вдоль оси рядка высаженной рассады 17. Водовыпускные отверстия поливного трубопровода 16 должны располагаться у высаженной рассады.

Агрегат движется до поворотной полосы, при этом длина поливного трубопровода 16 должна соответствовать расстоянию между распределительным трубопроводом и поворотной полосой. На поворотной полосе конец поливного трубопровода 16 глушится (закрывается пробкой), барабан 15 поднимается, агрегат делает поворот для движения в обратном направлении. Если оставшейся на барабане длины поливного трубопровода 16 недостаточно, то на кронштейн 14 устанавливается следующий барабан 15 с длиной трубопровода 16, достаточной до соединения с подводящим трубопроводом оросительной системы.

Вегетационные поливы производятся от системы капельного орошения следующим образом.

Вода из водоисточника 23 через водозаборное сооружение 24 забирается насосом 25 и подается в отстойник 26, в котором осаждаются крупные взвеси. Из отстойника 26 вода забирается насосом 27 и подается в фильтр 28 тонкой очистки, оборудованный водовоздушным баком 29, который обеспечивает необходимый напор в системе капельного орошения. Из водовоздушного бака 29 по магистральному напорному трубопроводу 40 вода подается на установку 30 для электроактивации воды, которая обеспечивает получение электроактивированной воды - католита и анолита. Электроактивированная вода заданного потенциала через распределительный трубопровод 34 и отводные патрубки 35 подается в поливные трубопроводы 16, из которых через капельные водовыпуски 37 вода поступает к корневой системе растений 17.

Для получения католита - воды с отрицательно заряженным потенциалом - к клемме 47 подводится отрицательный потенциал, а к клемме 49 - положительный. Вода, поступающая в установку 30 для электроактивации воды, движется между электродами 45 и 46, огибает их волнообразные поверхности и имеет увеличенную площадь контакта с электродами, несущими отрицательный потенциал.

При протекании постоянного электрического тока поступление электронов в воду у катода и удаление электронов из воды у анода сопровождается серией электрохимических реакций на поверхностях катода и анода, в результате которых изменяется вся система межмолекулярных взаимодействий, в том числе и структура воды как растворителя. В результате катодной обработки вода приобретает щелочную реакцию. Ее окислительно-восстановительный потенциал (ОВП) понижается, уменьшается поверхностное натяжение, снижается содержание растворенных кислорода, азота, возрастает концентрация водорода, свободных гидроксильных групп, уменьшается электропроводимость. Уменьшение ОВП сопровождается увеличением активности электронов. Отрицательно заряженная вода с повышенным окислительно-восстановительным потенциалом и повышенной величиной водородного показателя pH имеет повышенную биологическую активность и при взаимодействии с растениями повышает энергию их роста и развития. Вегетационные поливы католитом обеспечивают значительное до 50% повышение урожайности, при этом уменьшаются затраты на приобретение удобрений.

Для получения анолита - воды с отрицательно заряженным потенциалом - к клемме 47 подводится положительный потенциал, а к клемме 49 - отрицательный. Вода, протекающая между электродами 45 и 46, огибает их волнообразные поверхности и имеет увеличенную площадь контакта с электродами, несущими положительный потенциал, который передается протекающей воде. При анодной обработке кислотность воды увеличивается, ОВП возрастает за счет образования устойчивых и нестабильных кислот, а также пероксидов водорода, пероксосульфатов, пероксокарбонатов, кислородосодержащих соединений хлора и различных промежуточных соединений. В результате анодной обработки уменьшается поверхностное натяжение, увеличивается электропроводность, содержание растворенных хлора, кислорода, уменьшается концентрация водорода, азота, изменяется структура воды. Увеличение ОВП сопровождается понижением активности электронов в растворе. Анолит обеспечивает уничтожение болезнетворных микробов и вредителей, что создает благоприятные условия для роста и развития растений и повышение урожайности.