Результат интеллектуальной деятельности: Способ возделывания корнеплодов при комбинированном орошении и устройство для его осуществления

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к гидротехнической мелиорации при возделывании овощных культур.

Известен способ возделывания сахарной свеклы, включающий предпосевную обработку почвы, рядковый посев и обработку почвы до всходов свеклы, в котором посев проводят по четырехрядной схеме с комбинированной шириной междурядий 20×40×20 см и технологической колеей 140 см (патент RU №2090029 С1, МПК⁶ А01В 79/02. Способ возделывания сахарной свеклы. / В.А. Токарев, А.Н. Никифоров, В.А. Борзянков (RU). - Заявка №94010146/13; заявлено 22.03.1994; опубл. 20.09.1997).

Описанная схема высева семян столовых сортов свеклы неприемлема при возделывании в условиях капельного орошения, поскольку гибкие поливные трубки со встроенными капельницами проще и оправданно присоединять к распределительному трубопроводу с меньшим шагом.

Известен также способ возделывания овощных культур при капельном орошении, включающий предпосадочную обработку почвы, раскладку и фиксацию гибких поливных трубопроводов со встроенными в их полости капельницами, высадку рассады овощных культур, подавление сорной растительности, внесение гербицидов и минеральных удобрений, уборку урожая, зяблевую вспашку, отличающийся тем, что перед обработкой массива стационарно устанавливают базовую станцию системы спутниковой навигации на расстоянии не более 50 км от обрабатываемого массива; определяют границы обрабатываемого массива с применением системы спутниковой навигации, площадь массива разбивают на параллельные полосы шириной 1,40±0,02 м и устанавливают их условные границы, при этом ежегодно отводят чередующиеся между собой полосы под интенсивное использование и под пар; на полосах под интенсивное использование размещают по два поливных трубопровода на расстоянии каждого по 0,35±0,02 м от условных границ полос; на следующий год перед обработкой массива восстанавливают условные границы массива и полос с применением системы спутниковой навигации; изменяют прошлогоднее назначение полос, а чередование использования полос по годам проводят двухгодичными циклами (патент RU №2525610 от 23.06.2014, A01G 1/00, А01В 79/02, A01G 25/02. Заявл. 12.02.2013, опубл. 20.08.2014).

Недостатком описанного способа является повышенный расход поливной воды.

Известен также принятый за прототип способ возделывания столовых сортов свеклы, преимущественно по системе капельного орошения, включающий лущение стерни предшественника, обработку почвы гербицидом, вспашку с оборотом пласта, ранневесеннее рыхление почвы и выравнивание, внесение удобрений в верхний слой почвы 0-0,1 м при ранневесеннем рыхлении: фосфор нормой 50-60 кг д.в./га, калий нормой 100-140 кг д.в./га, предпосевные полив и культивацию на глубину 3-5 см, сев шириной междурядий или 0,45 м, или 0,60 м, или 0,70 м, прикатывание почвы до и после посева, боронование всходов, орошение в период вегетации, букетировку, защиту растений от сельскохозяйственных вредителей и болезней, междурядные рыхления и подкормки, при этом макроэлементы - азот и марганец и микроэлементы - молибден, бор, кобальт, медь и цинк вносят дробно вместе с поливной водой по основным фенологическим фазам, при этом макроэлементы - азот - вносят дробно в фазе 2-3 пары листьев, после букетировки в фазе 5-6 пары листьев, в начальной фазе стадии формирования корнеплода, в фазе налива корнеплода соответственно 15-20%, 25-30%, 30-40%, 10-30%, марганец нормой 1,0-1,5 кг/га дробно по указанным фазам долями 10-15%; 15-20%; 20-30%; 35-55%, микроэлементы - молибден - нормой 0,5-0,8 кг/га дробно после букетировки в фазе 5-6 пары листьев, в начальной фазе формирования корнеплода и в фазе налива корнеплода 20-40%, 35-45%, 15-45% соответственно, бор нормой 0,9-1,2 кг/га дробно с поливной водой в фазе 2-3 пары листьев, после букетировки в фазе 5-6 пары листьев, в начальной фазе формирования корнеплода, в фазе налива корнеплода соответственно 40-50%; 15-20%; 23-42%; 3-7%, кобальт нормой 0,25-0,35 кг/га в фазе 5-6 пары листьев нормой 0,05-0,20 кг/га, остальное - в фазе налива корнеплода, медь нормой 1,2-2,4 кг/га в фазе 2-3 пары листьев, после букетировки в фазе 5-6 пары листьев, в начальной фазе формирования корнеплода, в фазе налива корнеплода соответственно 15-17%, 20-42%, 15-17%, 24-40%, цинк нормой 1,5-1,8 кг/га в указанные фазы долями 8-12%; 16-22%; 30-42%; 24-46% соответственно, при этом оросительную норму 3500-4200 м³/га системой капельного орошения в фазе 2-3 пары листьев выдают поливную норму 700-900 м³/га, после букетировки в фазе 5-6 пары листьев - поливную норму 1200-1900 м³/га, в фазе формирования и налива корнеплода - 1400-1600 м³/га (Патент RU №2356205 С1, МПК А01В 79/02, 2009 г. Заявл. 10.09.2007; опубл. 27.05.2009, Бюл. №15).

Недостатком известного способа является значительный расход поливной воды при суммарной оросительной норме свыше 3500 м³/га.

Известна система капельного орошения для возделывания овощных культур, включающая гибкие поливные трубопроводе со встроенными в их полости капельницами, в которой полив каждой из капельниц ведут до полного смыкания контуров увлажнения с образованием увлажненной полосы (патент RU №2367143 от 20.09.2009. Способ определения места высадки растений овощных культур в системе капельного орошения. A01G 25/02. Заявл. 20.05.2008, опубл. 20.09.2009).

Недостатком ее является низкая эффективность использования поливной влаги.

Известна также система капельного орошения, включающая подводящий и распределительный трубопроводы, подключенные через регуляторы расхода к распределительному трубопроводу поливные трубопроводы, размещенные с положительным уклоном и снабженные водовыпусками, отличающаяся тем, что каждый водовыпуск выполнен из соединенных между собой напорообразующей части, дозатора и водоотводящей части, причем напорообразующая часть выполнена в виде отрезка трубки диаметром 3-10 мм и подключена к нижней поверхности поливного трубопровода, а дозатор - в виде патрубка с калиброванным каналом длиной, не превышающей 6-10 диаметров калиброванного канала, при этом длина трубки напорообразующей части последовательно изменяется от начала поливного трубопровода к его концу с увеличением расстояния от поверхности поливного трубопровода до дозатора, причем наибольшая величина длины трубки напорообразующей части равна величине внутреннего диаметра поливного трубопровода (патент RU 2384996 С1, МПК A01G 25/00. Заявл. 31.10.2008, опубл. 27.03.2010).

Недостатком известной системы является невозможность регулирования фитоклимата сельскохозяйственных культур.

Известна также принятая за прототип система капельного орошения, включающая водоисточник, насосную станцию с фильтрами и оросительную сеть в виде поливных водоводов с капельницами, причем по крайней мере один поливной трубопровод с капельницами снабжен насадками для мелкодисперсного распыла растворенных в воде макро- и микроэлементов, гербицидов, фунгицидов и кислот, отличающаяся тем, что насадки размещены на телескопических штангах с возможностью изменения положения по высоте над уровнем почвы (патент RU 2322047 С1. Система капельного орошения. / Кизяев Б.М. и др. МПК A01G 25/02. Заявл. 30.08.2006, опубл. 20.04.2008).

Недостатком ее также является низкая эффективность использование поливной воды.

Задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, - повышение эффективности использования поливной воды.

Технический результат, получаемый при использовании предлагаемого изобретения, - повышение эффективности использования поливной воды при возделывании корнеплодов на комбинированном орошении.

Для достижения указанного технического результата в способе возделывания корнеплодов при комбинированном орошении, включающем подготовку почвы, раскладку поливных водоводов с капельницами, предпосевной полив, высаживание растений в рядки вдоль поливных водоводов, вегетационные поливы с периодическим внесением жидких удобрений и проведением междурядной обработки, согласно изобретению рядки растений формируют посредством по крайней мере двух пар поливных водоводов, центры соседних капельниц поливных водоводов размещают в вершинах правильных шестиугольников, в центре которых располагают оросители для мелкодисперсного дождевания, причем растения внешних сторон рядков высаживают с внутренней стороны внешних поливных водоводов, а растения внутренних сторон рядков - с внешней стороны внутренних поливных водоводов, при этом капельный полив осуществляют до частичного смыкания контуров увлажнения на поверхности поля, а при превышении температуры окружающего воздуха на 3-5°C выше биологически оптимальной для возделываемого сорта осуществляют мелкодисперсное дождевание импульсами продолжительностью 1-3 мин.

Устройство для комбинированного орошения корнеплодов содержит водоводы с капельницами, оросители для мелкодисперсного дождевания и сопряженные с водоводами рядки с растениями, согласно изобретению водоводы размещены парами симметрично оси рядков растений, центры капельниц каждого из водоводов пары смещены между собой в продольном направлении на расстояние, равное половине шага между капельницами, при этом оросители для мелкодисперсного дождевания расположены на оси симметрии рядков с шагом, равным шагу размещения капельниц вдоль водоводов, а расположение водоводов определяется зависимостями

где b - расстояние от осей внешних водоводов до продольной оси расположения оросителей мелкодисперсного дождевания, м;

b1 - расстояние от осей внутренних водоводов до продольной оси расположения оросителей мелкодисперсного дождевания, м;

h - шаг между капельницами, м.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображены водоводы системы комбинированного орошения, вид в плане, на фиг 2 - сечение по А-А на фиг. 1, на фиг. 3 - контуры d увлажненных областей.

Заявляемый способ реализуется посредством системы комбинированного орошения, которая содержит по крайне мере две пары водоводов 1, 2 и 3, 4, капельницы 5 (внешние) и 7 (внутренние) которых сопряжены с корневой системы 8 (фиг. 2) растений 9. Соседние капельницы 5, 7 помещены в вершинах правильных шестиугольников. Для этого капельницы 5, 7 в каждой из пар водоводов смещены в продольном направлении вдоль оси а на расстояние, равное половине шага h между капельницами (фиг. 1). В центре упомянутых правильных шестиугольников расположены оросители 6 для мелкодисперсного дождевания. Оросители 6, например, в теплицах при возделывании семенного материала могут быть смонтированы на кронштейнах крыши (на чертеже не показано).

Расстояние между оросителями 6 в продольном направлении также равно шагу h расстояний между капельницами 5, 7 водоводов 1-4.

Расстояния от осей внешних водоводов 1, 4 до продольной оси а расположения оросителей 6 мелкодисперсного дождевания определяются зависимостью

где b - расстояние от осей внешних водоводов 1, 4 до продольной оси а расположения оросителей 6 мелкодисперсного дождевания, м;

h - шаг между соседними капельницами 5 и 7, м.

Расстояния от внутренних водоводов 2, 3 до продольной оси а расположения оросителей 6 мелкодисперсного дождевания определяются зависимостью

где b₁ - расстояние от осей внутренних водоводов 2, 3 до продольной оси а расположения оросителей 6 мелкодисперсного дождевания, м;

h - шаг между соседними капельницами 5 и 7, м.

Растения высаживают в рядки около каждой из капельниц 5 и 7. Корни 8 внешних рядов растений 9 расположены с внутренней стороны внешних поливных водоводов 1, 4. Корни 8 внутренних рядков растений 9 расположены с внешней стороны внутренних поливных водоводов 2, 3.

Оросители 6 для мелкодисперсного дождевания расположены в центре правильных шестиугольников с обеспечением их равной удаленности от листовой поверхности смежных растений 9 на высоте, равной 0,8-2,1 расстояния между водоводами, с возможностью регулирования в процессе развития растений посредством, например, телескопических стоек.

Заявляемый способ возделывания корнеплодов при комбинированном орошении осуществляется следующим образом.

При комбинированном орошении растений 9 поливная вода подается под давлением одновременно в водоводы 1-4 и в оросители 6 для мелкодисперсного дождевания.

Капельный полив осуществляют до частичного смыкания контуров увлажнения на поверхности поля. При капельном поливе оросительная вода через капельницы 5, 7 дозированно поступает к корневой системе 8 растения 9. Контуры увлажнения d (фиг. 3) корневой зоны 8 близлежащих растений частично перекрываются, в том числе за счет заявленной геометрии расположения капельниц в вершинах правильного шестиугольника.

Оросители 6 для мелкодисперсного дождевания, расположенные в центрах правильных шестиугольников равноудаленно от капельниц 5 и 7, обеспечивают равномерное водяное мелкодисперсное облако f (фиг. 3) для надземной части растений 9, формируя оптимальный фитоклимат.

Мелкодисперсное дождевание осуществляют импульсами продолжительностью 1-3 мин при превышении температуры окружающего воздуха на 3-5°C выше биологически оптимальной для возделываемого сорта. Для столовой свеклы такая температура составляет 24-26°C.

В связи с тем, что взаимное перекрытие пространственных областей увлажнения от отдельных капельниц 5, 7 и оросителей 6 обеспечивает повышенную влажность почвы, то для повышения эффективности водопотребления растения 9 высажены в зоне между внутренними 2, 3 и внешними 1, 4 водоводами.

Таким образом, заявленный способ возделывания корнеплодов при комбинированном орошении, включающий капельный полив и мелкодисперсное дождевание, осуществляемое импульсами продолжительностью 1-3 мин при превышении температуры окружающего воздуха на 3-5°C выше биологически оптимальной для возделываемого сорта, и устройство для осуществления способа, содержащее по крайне мере две пары водоводов, капельницы которых расположены в зоне корневой системы растений, и оросители для мелкодисперсного дождевания, за счет того, что капельницы водоводов расположены в плане в вершинах правильных шестиугольников, а оросители для мелкодисперсного дождевания помещены в центрах упомянутых шестиугольников, причем расстояния между водоводами связаны математической зависимостью с шагом расстояний между капельницами, обеспечивают достижение заявленного технического результата.