Режим орошения земель, занятых овощными культурами, в условиях Нечернозёмной зоны

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вятская государственная сельскохозяйственная академия

Кафедра почвоведения, химии, мелиорации и землеустройства

КУРСОВАЯ РАБОТА

на тему: "Режим орошения земель, занятых овощными культурами, в условиях Нечернозёмной зоны"

Выполнила: студентка

Шишкина Юлия Валерьевна

Руководитель: Полуэктова Е.А.

Содержание

Введение

1. Способы орошения и полива

Методы распределения поливной воды

Способы орошения

Преимущества и недостатки дождевания

Типы дождевальных машин и установок. Качество дождя из поливной машины

Техническая характеристика и схема работы дождевальной машины ДДН-70

2. Режим орошения

Сущность и задачи режима орошения

Качество поливной воды

Интенсивность дождя. Расчёт интенсивности дождя

Сроки полива овощных культур с учётом фаз развития растений

Методы определения сроков полива

Сроки и схемы полива овощных культур

Поливные нормы, оросительная норма. Расчёт поливных норм и оросительной нормы по каждой культуре

Поливной гидромодуль и расходы воды. Расчёт поливного гидромодуля и расходов воды по каждой культуре

Длительность полива. Расчёт продолжительности полива (стояния) машины на одной позиции по каждой культуре

3. Оросительные системы

Виды оросительных систем

Основные элементы оросительной системы

Схема оросительной системы

Вывод

Литература

Введение

Понятие и виды орошения. Орошение - это искусственное увлажнение почвы. Его применяют в том случае, если естественного увлажнения почвы осадками недостаточно для получения высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур. Орошение обеспечивает наиболее благоприятные для произрастания растений водный, питательный, воздушный, тепловой, солевой и микробиологический режимы почв.

По воздействию на почву и растения орошение может быть:

- увлажненным, когда в почве ощущается недостаток усвояемой влаги для растений. С этой целью воду из рек по системе оросительных каналов и трубопроводов подают на поля, занятые культурой;

- удобрительным, когда вместе с водой на поля подается необходимое количество растворенных в ней питательных веществ;

- утеплительным, когда воду (внесение паводковой воды, термальные воды, поступающие с заводов, теплоцентралей, гейзеров) подают на поля, в теплицы, парники для согревания почвы;

- почвоочищающим, такое орошение предусматривает удаление из почвы избытков вредных солей, истребление некоторых вредителей и возбудителей болезней растений.

По характеру и срокам применения орошение может быть нерегулярным и регулярным. К нерегулярному, или одноразовому, орошению относят различные виды влагозарядковых поливов, в том числе лиманное орошение применяют один раз в сезон. При регулярном орошении воду на поля подают несколько раз за вегетационный период сельскохозяйственных культур. Орошение может быть выборочным и сплошным. В тех районах, где водных ресурсов недостаточно и для орошения используют местный сток, поливают не все культуры, такое орошение называют выборочным. В зоне крупных оросительных систем и гидроузлов хозяйства имеют возможность орошать большие территории. Такое орошение называют сплошным. Орошение может быть стационарным и подвижным. На стационарном участке устраивают постоянную сеть оросительных каналов и трубопроводов и строят необходимые гидротехнические сооружения. Подвижное орошение применяют в обычных суходольных севооборотах, то есть на больших площадях, которые занимают в полевых севооборотах 75-80 %, а в кормовых - 15-25 % пашни.

Роль орошения в развитии сельского хозяйства. При орошении поливная вода оказывает воздействие на растение, создавая благоприятные водный и воздушный режимы почвы, микроклимат приземного слоя воздуха, температуру почвы, на физико-химические и биологические процессы в почве. Увлажнение повышает потенциальное плодородие почвы, обеспечивает растения доступной влагой, активно влияет на урожайность сельскохозяйственных культур. Урожаи при орошении получают в 2...5 раз выше, чем без орошения. Температура почвы и воздуха в дневные часы на орошаемом поле ниже, а в ночное время выше в сравнении с неорошаемым. Все это благоприятно сказывается на росте и развитии сельскохозяйственных культур. Поливы способствуют более интенсивному поглощению растениями солнечной энергии.

При оптимальном увлажнении снижается удельное сопротивление при вспашке, улучшается качество обработки почвы. Увлажненные почвы не подвергаются ветровой эрозии (дефляции). Поливная вода, содержащая большое количество натрия, повышает щелочность почвы (поглощенный натрий способствует диспергированию, усиливает анаэробный процесс, замедляя разложение органических остатков растений, способствует накоплению гумуса и образованию комковатой структуры). Илистые наносы, приносимые на поля с поливной водой, повышают плодородие почвы.

Орошение способствует размножению дождевых червей и стимулирует микробиологические процессы, например, развитие азотобактера и др.

В Нечерноземной зоне в первую очередь орошают овощные культуры, многолетние травы пастбищного и многоукосного использования, кормовые культуры, картофель и др.

1. Способы орошения и полива

Методы распределения поливной воды

Распределение воды и увлажнение ею почвы может осуществляться различными методами: подача и распределение поливной воды по поверхности почвы, увлажнение последней происходит при этом путем инфильтрации воды с поверхности почвы; подача воды под напором и разбрызгивание над поверхностью почвы, поливная вода в виде дождя падает на почву и увлажняет ее; подача и распределение воды ниже или непосредственно в корнеобитаемом слое, увлажнение почвы происходит путём капиллярного подъема или непосредственного впитывания воды в почву.

Техника распределения поливной воды и производительность труда в современном орошаемом хозяйстве связаны с механизацией и автоматизацией полива. При поливе по бороздам и напуском по полосам поливная вода может распределяться несколькими способами: обычным; с помощью трубок и сифонов; с помощью металлических и гибких полиэтиленовых и капроновых трубопроводов; из стационарных закрытых трубопроводов; поливными машинами.

1.2 Способы орошения

Существуют способы орошения: дождевание, поверхностный, внутрипочвенный, подземный (субирригация).

При поливе дождеванием оросительная вода специальными дождевальными устройствами разбрызгивается под напором в воздух и падает на поверхность почвы и растений в виде искусственного дождя.

Вода подается под напором над орошаемой площадью. Необходимый напор создается насосами, в отдельных случаях - высокорасположенным водоисточником (самонапорное дождевание).

Орошение дождеванием особенно эффективно в районах периодической засушливости и избыточного увлажнения, где для большинства культур требуется небольшое число поливов, при орошении земель со сложным рельефом, значительными уклонами, с неглубоким залеганием минерализованных грунтовых вод.

Поверхностное орошение - наиболее древний и пока самый распространенный способ. Вода из источника подается на самую высокую точку орошаемого участка либо по холостой части главного канала (при бесплотинном или плотинном водозаборе), либо по трубопроводу (при водозаборе насосной станцией). Отсюда вода поступает в оросительную сеть, состоящую из главного канала, межхозяйственных, хозяйственных и участковых постоянных оросителей (распределителей), временных оросителей. Далее с помощью поливных борозд или полос вода из состояния движения переводится в состояние почвенной влаги. Все каналы должны располагаться в соответствии с рельефом, пропускать необходимые расходы воды, и обеспечивать подачу воды в любой участок орошаемой площади.

Внутрипочвенное орошение - пахотный слой увлажняется водой, поступающей из труб-увлажнителей, уложенных ниже пахотного слоя. Внутрипочвенное орошение основано на всасывающем действии почвы и подъеме воды по капиллярам. Поэтому его можно применять на почвах с хорошими капиллярными свойствами и водонепроницаемой подпочвой. При таком способе орошения сохраняется структура почвы, исключаются условия для образования корки, обеспечивается возможность механизации сельскохозяйственных работ, снижаются затраты труда при поливе. Но в тоже время при этом способе недостаточно увлажняется поверхностный слой почвы, происходят значительные потери воды на фильтрацию в нижние слои почвы, повышается опасность засоления. К недостаткам относится и высокая строительная стоимость. В трубы-увлажнители вода поступает из оросительных каналов или трубопроводов. По характеру поступления воды в увлажнители различают три типа систем внутрипочвенного орошения: напорные, безнапорные и вакуумные.

1.3 Преимущества и недостатки дождевания

Дождевание по сравнению с другими способами полива обладает следующими основными преимуществами: полив механизирован, затраты ручного труда сведены к минимуму; структура почвы при соответствующем качестве дождя не нарушается; поливная норма более точно регулируется в соответствии с периодами, развития растений и мелиоративным состоянием земель; увлажняется не только почва, но и растения и приземный слой воздуха, что благоприятно сказывается на физиологических процессах в растениях; нет необходимости в значительных объемах планировочных работ; возможно внесение вместе с поливной водой удобрений и ядохимикатов; высоки уровень автоматизации процесса полива и коэффициенты земельного использования площади и полезного действия оросительной сети.

Основные недостатки дождевания: необходимо большое количество механической энергии для создания требуемого напора; большая металлоемкость дождевальной техники и ее несовершенство; зависимость качества полива от силы ветра.

1.4 Типы дождевальных машин и установок. Качество дождя из поливной машины

Устройства для полива дождеванием подразделяют на дождевальные машины и дождевальные установки. Рабочими органами дождевальных машин и установок являются дождевальные насадки и аппараты; они преобразуют водный поток в дождевые капли.

Конструкции насадок и аппаратов должны обеспечить требуемое качество дождя, которое определяется интенсивностью дождя, крупностью капель и равномерностью полива по площади.

В зависимости от конструкции и технических особенностей дождевальных аппаратов различают три типа дождевальных устройств: короткоструйные, среднеструйные и дальнеструйные.

По способу перемещения и создаваемому напору их подразделяют на дождевальные агрегаты, машины и установки.

Дождевальные агрегаты состоят из самоходной опоры и насосного агрегата, смонтированного в комплексе с дождевальным устройством.

Дождевальные машины состоят из самоходных опор, на которых смонтированы дождевальные устройства. Напор для них создает насосная станция.

Дождевальные установки не имеют самоходных опор. Вода к дождевальным устройствам подается по напорной оросительной сети насосными станциями.

По создаваемому напору дождевальные устройства могут быть низконапорными (до 30 м), средненапорными (30...50 м), и высоконапорными (50...60 м).

Конструкции насадок и аппаратов должны обеспечить требуемое качество дождя, которое определяется интенсивностью дождя, крупностью капель и равномерностью полива по площади.

Интенсивность дождя не должна превышать скорости впитывания воды в почву во избежание образования луж или водной эрозии. При поливах на тяжелых почвах она должна быть не более 0,06...0,15 мм/мин, на средних - 0,10...0,25 мм/мин и на легких - 0,25...0,45 мм/ мин. Крупность капель - не более 1..2 мм. Крупные капли (более 1...2 мм в диаметре и более 0,5 мг по массе) разрушают структуру почвы и повреждают молодые и нежные части растений, обивают завязи плодов, а рассадные культуры при поливе их после высадки под воздействием крупных капель могут погибнуть. Достаточная для практики интенсивность дождя (0,8...1,0 мм/мин) достигается установкой нескольких разбрызгивающих отверстий и частичным перекрытием струй.

По типу создаваемого потока разбрызгиваемой воды дождевальные, насадки делятся на веерные и. струйные. Веерные насадки создают тонкий веерообразный поток воды, работают неподвижно и одновременно поливают всю площадь данной позиции.

Струйные аппараты используют во всех вращающихся установках. Они различаются по принципу вращения, дальности струи, напору и расходу воды.

Равномерность увлажнения почвы зависит от скорости ветра и типа дождевальных машин. Допустимая скорость ветра для дальнеструйных машин составляет 2...3 м/с, среднеструйных - 4...5 м/с, короткоструйных - 5...6 м/с. Чтобы снизить воздействие ветра, с полива по кругу переходят на полив по сектору, расположенному в направлении действия ветра, с очередностью смены позиций в противоположном ветру направлении. Это обеспечивает передвижение дождевальных машин по сухой почве. Уменьшают также расстояния между смежными позициями поперек действия ветра, так как сильный ветер вызывает сужение площади полива в направлении, перпендикулярном его действию.

1.5 Техническая характеристика и схема работы дождевальной машины ДДН-70

Дальнеструйная дождевальная машина ДДН-70 предназначена для орошения дождеванием овощных и технических культур, садов, лесопитомников, лугов и пастбищ. Работает позиционно, забирая воду из водоемов, открытой оросительной сети или закрытых трубопроводов. Комплектуется тремя основными г стволами.

Основными частями машины являются: центробежный насос с всасывающей трубой, дальнеструйный дождевальный аппарат с механизмом вращения, привод насоса, гидроподкормщик и эжектор. В дождевальном аппарате под основным стволом установлен малый ствол, перед которым установлен дефлектор. Изменением положения дефлектора достигается равномерный полив на близком расстоянии. Аппарат приводится во вращение от вала отбора мощности трактора через карданный вал, червячный редуктор с червяком и червячным колесом, шарнирный валик, эксцентриковый вал, четырехзвенный механизм и храповый механизм, храповое колесо, которое жестко соединено со стаканом основного ствола. Для работы по сектору в отверстия фланца основного ствола устанавливают упоры. Когда при вращении основного ствола вместе с упором последний достигнет собачки, упор нажимает на ее переключатель. Собачка поворачивается, и направление вращения меняется на обратное. Счетчик-водомер, получающий вращение от шарнирного валика через конические зубчатые колеса фиксируют частоту вращения колеса насоса, по которой определяется расход воды. Колесо центробежного насоса получает вращение через повышающий редуктор от зубчатого колеса. Оно вращается с частотой 35 об/с.

Насос перед включением заполняют водой с помощью эжектора, который устанавливают на выхлопную трубу трактора, и соединяют с полостью насоса гибким шлангом.

Для подкормки растений к потоку воды может подмешиваться раствор с удобрением. Он находится в баке гидроподкормщика, оборудованном мешалкой с ручным приводом. Бак соединен с всасывающей и нагнетательной трубами насоса. Количество поступающей в бак воды и масса раствора, выходящего из бака, регулируются вентилями.

Площадь полива с одной позиции составляет 0,8-1,0 га; расход воды 65 л/с; напор воды из гидранта 5,0 атм.; средняя интенсивность дождя 0,48-0,32 мм/мин; расстояние между позициями и гидрантами 90-100 м; длина струи 70 м; расстояние между каналами-трубопроводами 90-100 м; производительность 0,78 га/час; коэффициент использования времени 0,8; допустимые уклоны участка 0,02-0,005.

Рисунок 1 - Дождеватель дальнеструйный ДДН-70: 1 - центробежный насос; 2 - вентиль; 3 - механизм поворота; 4 - лопатка; 5 - ствол; 6 - сопло основное; 7 - сопло малое; 8 - бак-подкормщик; 9 - вентиль; 10 - всасывающий трубопровод; 11 - всасывающая сетка

2. Режим орошения

2.1 Сущность и задачи режима орошения

Режим орошения включает три основных вопроса: качество поливной воды, потребный ее объем и порядок ее подачи на поливной участок.

Различают проектный (или расчетный) и эксплуатационный режимы орошения. Проектный режим разрабатывают при проектировании оросительных систем. От него зависят объемы и сроки подачи воды на поля, размеры каналов, трубопроводов и других сооружений, объемы строительных работ и в конечном итоге стоимость оросительной системы. Эксплуатационный режим разрабатывают для уже построенных оросительных систем. Он необходим для оперативного и сезонного планирования водопользования. дождевание оросительная полив овощная

По степени реализации режим орошения может быть полным (рассчитан на оптимальное удовлетворение потребности растений в воде и получение наивысших урожаев), ирригационно-возможным (рассчитан на ограниченные водные ресурсы) и хозяйственно-возможным (учитываются трудовые ресурсы, сельскохозяйственные машины, поливная техника и др.).

2.2 Качество поливной воды

Чтобы поливная вода не оказала отрицательного влияния на почву, растения и в целом на окружающую среду, она должна удовлетворять определенным требованиям: в отношении содержания солей, токсических веществ и взвешенных частиц, а также температуры.

По температуре поливная вода не должна сильно отличаться от почвы, причем желательно, чтобы в холодные дни поливная вода несколько согревала почву, а в жаркие - охлаждала ее.

Для полива лучше использовать вечерние, ночные и утренние часы. При орошении водами горных рек или подземными водами с низкой температурой на оросительной системе необходимо устраивать специальные бассейны для согревания воды.

Взвешенные частицы, содержащиеся в оросительной воде, могут оказывать и положительное, и отрицательное влияние. Вода с большим количеством взвешенных частиц, особенно крупнее 0,1 мм, вызывает заиление водохранилищ и каналов, забивает насосы, трубопроводы и др. В то же время отложение частиц после каждого полива приводит к непрерывному повышению поверхности почвы, улучшению условий ее дренирования и структуры, накоплению питательных элементов, а на песчаных почвах - к повышенной водоудерживающей способности. Если взвешенные частицы очень мелкие (менее 0,005 мм), они могут ухудшать физические свойства почвы: образуется корка, уменьшается водопроницаемость и аэрация почв. Использование мутной воды при дождевании может также привести к образованию пленки на листьях и в результате - к снижению фотосинтетической деятельности. На практике не допускается в сеть, в том числе и закрытую, вода, содержащая частицы крупнее 0,10...0,15 мм.

Оросительная вода содержит различные растворенные соли. Наиболее минерализованные - подземные воды, но встречаются высокоминерализованные воды водохранилищ, прудов и озер.

В настоящее время имеется некоторый опыт по высокоэффективному орошению сенокосов и пастбищ минерализованными водами. Однако ряд зарубежных и отечественных специалистов считают, что тенденция использования минерализованных вод, в том числе и морских, без глубоких исследований может усугубить процессы засоления.

В оросительной воде могут содержаться различные токсические вещества, влияющие на рост растений и качество продукции. Некоторые вещества безвредны для растений, но накопление их в растениях до определенных концентраций может быть опасным для животных и человека.

2.3 Интенсивность дождя. Расчёт интенсивности дождя

Структура искусственного дождя характеризуется его интенсивностью, размером капель и равномерностью распределения по орошаемой площади.

Интенсивность дождя выражается его слоем, выпадающим на орошаемую площадь за единицу времени, и измеряется в мм/мин. В связи с различным характером выпадения искусственного дождя различают интенсивность истинную (в точке за короткий промежуток времени) и среднюю (на всей площади поливаемого участка за время полива). На практике более удобно пользоваться средней интенсивностью дождя.

На практике более удобно пользоваться средней интенсивностью дождя:

iср=60Q/W,

где iср - средний слой дождя, подаваемый за полив, мм;

Q - расход дождевальной машины, л/с;

W - площадь полива с одной позиции, м².

Интенсивность искусственного дождя не должна превышать скорость впитывания воды данной почвой в конце полива на одной позиции. Несоблюдение этого требования ведет к образованию луж и поверхностного стока, возникновению эрозии, что может вызвать ухудшение водно-физических свойств почвы, нарушить ее структуру.

Интенсивность дождя, при которой обеспечивается подача воды в почву заданной поливной нормой без образования на поверхности луж и стока воды, называют допустимой. Впитывающая способность почвы зависит от многих факторов, поэтому и значения допустимой интенсивности дождя колеблются в довольно широких пределах (0,1…1 мм/мин).

На впитывающую способность почвы влияют также размеры капель дождя. Крупные капли разрушают комковатую структуру верхнего почвенного слоя и снижают его впитывающую способность. С уменьшение размеров капель допустимая поливная норма увеличивается.

Расчёт интенсивности дождя для дождевальной машины ДДН-70.

Q машины = 65 л/с.

W= 10 000 м².

iср=60·65/10 000=0,39 мм/мин.

Интенсивность дождя дождевальной машины ДДН-70 составляет 0,39 мм/мин.

2.4 Сроки полива овощных культур с учётом фаз развития растений

2.4.1 Методы определения сроков полива

Из-за различия метеорологических условий сроки и число поливов для одной и той же культуры в разные годы неодинаковы. Поэтому проектах орошения сроки поливов рассчитывают на среднесухие, средние и средневлажные годы, а затем в процессе орошения их корректируют согласно погодным условиям.

В настоящее время в практике орошения применяют несколько методов определения сроков полива:

1) по внешнему состоянию растений. Например, у сеянцев при недостатке влаги желтеют части листьев (обычно нижних), наблюдается их увядание в послеполуденные часы и увеличение их опадения. Листья капусты при недостатке влаги покрываются белым сизоватым налетом, а их края несколько подгибаются. Листья томатов при недостатке влаги приобретают темно-зеленую окраску, становится заметной опушенность листьев. Однако применение этого метода требует опытных наблюдателей и не всегда дает точные результаты;

2) по физиологическим показателям. К.А. Тимирязев указывал, что только само растение может дать наиболее правильный и точный ответ водообеспеченности при той или другой влажности почвы. Зная, как протекает тот или иной физиологический процесс, можно довольно точно судить о водообеспеченности растений, а следовательно, и назначать очередной полив.

Овощные культуры лучше растут, когда в клеточном соке содержится 90...95 % воды и 10...6 % сухого вещества. При уменьшении воды в клеточном соке всего на 2 %, то есть до 88 %, процессы роста заметно приостанавливаются. Целесообразные пределы концентрации клеточного сока устанавливают применительно к местным условиям и культурам. Концентрацию клеточного сока определяют полевым рефрактометром прямо в поле.

Кроме концентрации клеточного сока, показателями сроков полива могут служить осмотическое давление, сосущая сила, ширина открытия устьиц и др. Эти физиологические показатели растений связаны с влажностью почвы и наиболее объективно отражают состояние водообеспеченности растений;

3) по влажности почвы. Полив проводят, когда запас воды в корнеобитаемом слое снизится до нижнего предела оптимальной влажности (влажность угнетения). В этих целях на орошаемой площади проводят наблюдения за влажностью через 5 суток в поверхностных слоях (до 30 см) и через 10 суток в более глубоких слоях почвы (до 1 м). Влажность определяют весовым методом или влагомерами.

4) биоклиматический метод определения сроков полива основан на количественных связях потребления воды культурами с метеорологическими условиями и особенностями самой культуры. Общий расход воды (на транспирацию и испарение) при оптимальной влажности корнеобитаемого слоя почвы может быть приравнен к испаряемости (соотношение между ними составляет 0,81...1,17). Испаряемость определяют по температуре и относительной влажности воздуха. Далее учитывают влияние ритма развития культуры введением дополнительных коэффициентов, составляющих по декадам так называемую биологическую кривую. В начале вегетации коэффициент биологической кривой равен 0,7...0,8, в период максимального роста - 1,15...1,25, затем - менее 1,0. Среднесуточное значение испаряемости умножают на коэффициент биологической кривой и получают с допустимой для производственных условий точностью значения суточного расхода воды. Суммированием ежедневных расходов находят расход воды за тот или иной период; вычтя осадки за расчетный период и полезный запас в почве к началу этого периода, получим дефицит испаряемости, то есть недостаток влаги;

5) Северным научно-исследовательским институтом гидротехники и мелиорации разработан метод диагностики времени поливов на основе естественного распределения периодов без эффективных осадков, то есть без осадков более 5 мм/сут. Д.В. Циприс принял 10... 15 дней без эффективных осадков за один единичный засушливый период, 18...22 дня - за два, 23...28 дней - за три, а более 29 дней без осадков более 5 мм/сут - за четыре таких периода. За один единичный засушливый период надо дать один полив на 6...8-й день этого периода. Если выпали эффективные осадки, дату полива переносят в зависимости от количества осадков и температуры воздуха. Для условий северо-востока Нечерноземной зоны РФ единично засушливый период можно принять несколько меньшим - 10...12 дней, особенно в жаркую и сухую погоду, приурочивая полив к 6...7-му дню этого периода.

Однако, каким бы методом ни устанавливали сроки поливов, они всегда должны быть согласованы с фазами развития растений и проведением хозяйственных работ.

В разные фазы роста и развития растения предъявляют неодинаковые требования к окружающей среде, в том числе и к почвенной влаге. Поэтому поливы приурочивают к наиболее чувствительным к недостатку влаги фазам развития растений, когда они потребляют ее в наибольшем количестве. Например, для зерновых культур - это фазы кушения, выхода в трубку, колошения и налива зерна. Капуста с момента посадки требует частых поливов, но небольшой поливной нормой, а наибольшее потребление воды наблюдается в период образования кочанов.

Поливы, выполненные в сроки, не согласованные с ходом развития растений, приводят к снижению урожая и ухудшению его качества. Так, полив огурцов во время цветения вызывает опадение завязей и образование нетоварной продукции, в то время как полив в период плодоношения способствует увеличению урожая, улучшению формы и вкусовых качеств огурцов. Полив моркови во вторую половину вегетации может вызвать ее загнивание. Поэтому с учетом особенностей культур устанавливают сроки поливов по одному из приведенных способов для каждой культуры и составляют схемы орошения отдельных культур.

2.4.2 Сроки и схемы полива овощных культур

Под схемой полива понимают распределение числа поливов в вегетационный период с учетом биологических особенностей культур. Схему полива составляют таким образом, чтобы было бесперебойное снабжение водой сельскохозяйственных культур. В годы с осадками разной обеспеченности и с разным температурным режимом оросительные и поливные нормы будут изменяться, поэтому схемы поливов разрабатывают для лет разной обеспеченности.

Повышенные требования к содержанию воды (и воздуха) в почве предъявляют овощные культуры в силу своих биологических особенностей. Высокие урожаи овощей можно получить только при достаточной влажности почвы в течение вегетационного периода. Сроки и схемы полива овощных культур, данных в задании, определяем в соответствии с рекомендуемыми для Нечернозёмной зоны схемами орошения взятых из учебника.

Таблица 1 - Сроки и схема полива

Культура	Полив	Фазы развития культуры	Сроки полива
Капуста ранняя	1-й	Перед высадкой или после высадки рассады	05…10.05
	2-й	Приживание рассады	20…25.05
	3-й	Развитие листьев	05…10.06
	4-й	Завивка кочанов	15…20.06
	5-й	Уплотнение кочанов	01…05.07
Капуста поздняя	1-й	Перед высадкой или после высадки рассады	01…05.06
	2-й	Приживание рассады	15…20.06
	3-й	Развитие листьев	30.06…05.07
	4-й	Завивка кочанов	15…20.07
	5-й	Уплотнение кочанов	25…30.07
	6-й	Рост кочанов	10…15.08
Картофель ранний	1-й	Перед бутонизацией	10…15.06
	2-й	Во время цветения	25…30.06
	3-й	Усиленный рост клубней	10…15.07

2.5 Поливные нормы, оросительная норма. Расчёт поливных норм и оросительной нормы по каждой культуре

Для получения высоких урожаев сельскохозяйственных культур на орошаемых землях поливы следует проводить своевременно и качественно. Необходимо промачивать слой почвы, в котором располагается основная масса корневой системы растений. Это обеспечивает сельскохозяйственные растения в достаточном количестве водой и активизирует микробиологические процессы.

Таблица 2 - Поливные и оросительные нормы

Культура	Номера поливов	Сроки полива	Активный слой, Н, м	Запас воды, м 3/га	Поливная норма, m, м 3/га	Оросительная норма, М, м 3/га
				Wmax	Wmin
Капуста ранняя	1-й	05…10.05	0.1	367,2	225	142,2	1174,44
	2-й	20…25.05	0.15	550,8	382,5	168,3
	3-й	05…10.06	0.22	807,84	561	246,84
	4-й	15…20.06	0.25	918	637,5	280,5
	5-й	01…05.07	0.3	1101,6	765	336,6
Капуста поздняя	1-й	01…05.06	0.2	714	489,6	224,4	1918,62
	2-й	15…20.06	0.25	892,5	280,5	225.6
	3-й	30.06…05.07	0.25	892,5	280,5	263.2
	4-й	15…20.07	0.33	1178,1	370,26	263.2
	5-й	25…30.07	0.33	1178,1	370,26	282
	6-й	10…15.08	0.35	1249,5	392,7	329
Картофель ранний	1-й	10…15.06	0.15	504,9	160,65	167.79	642,6
	2-й	25…30.06	0.2	673,2	214,2	217.14
	3-й	10…15.07	0.25	841,5	267,75	246.75

При поверхностном орошении и дождевании применяют периодическую подачу воды отдельными поливами. Здесь используется свойство почвы (ее влагоемкость) удерживать воду и затем постепенно отдавать ее растениям. При таких поливах влажность почвы в течение вегетации не остается постоянной, а изменяется в допустимых пределах. Поэтому необходимо знать, когда начинать полив и сколько давать воды при каждом поливе.

Таблица 3 - Исходные данные для расчёта

Варианты	Номера поливов. Активный слой, Н, м	Влажность почвы, % от объёма пор	Площадь под культурой, га
	I	II	III	IV	V	VI	вmin	вmax
Капуста ранняя
I Iг	0,1	0,15	0.22	0,25	0,3	-	50	72	32
Капуста поздняя
I Iг	0,2	0,25	0,25 25	0,33	0,3330,33	0,35	48	70	66
Картофель ранний
I Iг	0,15	0,2	0,25	-	-	-	45	66	22
Количество часов полива в сутки, n	Скважность почвы, р, в % от её объёма
12	51

Запас воды (м ³/га) в почве после и до полива рассчитывается по формулам:

W max = p H вmax,

W min = p H вmin,

где Н - глубина промачивания (активный слой), м

р - скважность почвы в % от её объёма,

вmax, вmin - влажность почвы в % от скважности.

Влажность почвы после полива вmax обычно принимают равной предельной полевой влагоемкости. Нижним пределом вmin влажности почвы обычно является влажность начала угнетения, или влажность разрыва капилляров (по А.А. Роде), когда подвижность почвенной влаги и доступность ее растениям заметно снижается.

Капуста ранняя:

1-й полив W max= 51·0,1·72 = 367,2 м ³/га

W min = 51·0,1·50 = 225 м ³/га

2-й полив W max= 51·0,15·72 = 550,8 м ³/га

W min = 51·0,15·50 = 382,5 м ³/га

3-й полив W max= 51·0,22·72 = 807,84 м ³/га

W min = 51·0,22·50 =561 м ³/га

4-й полив W max= 51·0,25·72 = 918 м ³/га

W min = 51·0,25·50 = 637,5 м ³/га

5-й полив W max= 51·0,3·72 = 1101,6 м ³/га

W min = 51·0,3·50 =765м ³/га

Капуста поздняя:

1-й полив W max= 51·0,2·70 = 714 м ³/га

W min = 51·0,2·48 = 489,6 м ³/га

2-й полив W max= 51·0,25·70 = 892,5 м ³/га

W min = 51·0,25·48 = 612 м ³/га

3-й полив W max= 51·0,25·70 = 892,5 м ³/га

W min = 51·0,25·48 = 612 м ³/га

4-й полив W max= 51·0,33·70 = 1178,1 м ³/га

W min = 51·0,33·48 = 807,84 м ³/га

5-й полив W max= 51·0,33·70 = 1178,1 м ³/га

W min = 51·0,33·48 = 807,84 м ³/га

6-й полив W max= 51·0,35·70 = 1249,5 м ³/га

W min = 51·0,35·48 = 856,8 м ³/га

Картофель ранний:

1-й полив W max= 51·0,15·66 = 504,9 м ³/га

W min = 51·0,15·45 = 344,25 м ³/га

2-й полив W max = 51·0,2·66 = 673,2 м ³/га

W min = 51·0,2·45 = 459 м ³/га

3-й полив W max = 51·0,25·66 = 841,5 м ³/га

W min = 51·0,25·45 = 573,75 м ³/га

Поливная норма - объем воды (м куб./га), который необходимо подать на 1 га орошаемой площади за поливной период (за один полив) - m.

Величину поливной нормы m можно рассчитать как разность влагозапасов в почве после полива и до него:

m = Wmax-Wmin.

Для выражения поливной нормы в миллиметрах слоя воды m₀ полученное значение m надо разделить на 10: m₀ = 0,1 m.

Глубина активного слоя (Н) где находится основная масса корней, зависит в основном от характера и фазы развития поливаемых культур.

Поливная норма зависит от свойств и строения почвы в зоне аэрации, расчетной глубины; увлажнения (мощности корневой системы), допустимых пределов изменения влажности почвы.

Капуста ранняя:

1-й полив m = 367,2-225=142,2 м ³/га

2-й полив m = 550,8-382,5=168,3 м ³/га

3-й полив m = 807,84-561=246,84 м ³/га

4-й полив m = 918-637,5=280,5 м ³/га

5-й полив m = 1101,6-765=336,6 м ³/га.

Капуста поздняя:

1-й полив m = 714-489,6=224,4 м ³/га

2-й полив m = 892,5-612=280,5 м ³/га

3-й полив m = 892,5-612=280,5 м ³/га

4-й полив m = 1178,1-80784=370,26 м ³/га

5-й полив m = 1178,1-80784=370,26 м ³/га

6-й полив m = 1249,5-586,8=392,7 м ³/га.

Картофель ранний:

1-й полив m = 504,9-344,25=160,65 м ³/га

2-й полив m = 673,2-459=214,2 м ³/га

3-й полив m = 841,5-573,75=267,75 м ³/га.

Оросительная норма (М) - объём воды (м³/га), который необходимо подать на 1 га поливаемой площади за весь оросительный период. Оросительный период в мелиорации - время от первого (весной) до последнего (летом и осенью) полива. В Нечернозёмной зоне оросительная норма рассчитывается по формуле:

М=?m.

Капуста ранняя:

М = 142,2+168,3+246,84+280,5+336,6=1174,44 м ³/га.

Капуста поздняя:

М = 224,4+280,5+280,5+370,26+370,26+392,7=1918,62 м ³/га.

Картофель ранний:

М = 160,65+214,2+267,75 = 642,6 м ³/га.

2.6 Поливной гидромодуль и расходы воды. Расчёт поливного гидромодуля и расходов воды по каждой культуре

После расчета режима орошения (оросительной и поливных норм), определяют поливной гидромодуль q, под которым понимают объем воды в литрах (л), подаваемый на 1 га культуры за 1 с.

Таблица 4 - Расчёт гидромодулей и расходов воды

Культура	Номера поливов	Сроки полива	Поливная норма, m, м3/га	Поливной период, t, сутки	Количество часов полива в сутки, n	Поливной гидромодуль, q, л/с на га	Расход воды, Q, м3/с
Капуста ранняя	1-й	05…10.05	142,2	6	12	0.55	17,6
	2-й	20…25.05	168,3	6		0.65	20,8
	3-й	05…10.06	246,84	6		0.95	30,4
	4-й	15…20.06	280,5	6		1.08	34,56
	5-й	01…05.07	336,6	5		1.56	49,92
Капуста поздняя	1-й	01…05.06	224,4	5	12	1.03	67,98
	2-й	15…20.06	280,5	6		1.08	71,28
	3-й	30.06…05.07	280,5	6		1.08	71,28
	4-й	15…20.07	370,26	6		1.43	94,38
	5-й	25…30.07	370,26	6		1.43	94,38
	6-й	10…15.08	392,7	6		1.5	99
Карто-фель ранний	1-й	10…15.06	160,65	6	12	0.62	13,64
	2-й	25…30.06	214,2	6		0.82	18,04
	3-й	10…15.07	267,75	6		1.03	22,66

q = m / 3,6 t n,

где m - поливная норма, м ³/га;

t - продолжительность полива, сут;

n - число часов полива в сутки.

Капуста ранняя:

1-й полив q = 142,2/ 3,6 ·12·6 = 0,55 л/с

2-й полив q = 168,3/ 3,6 ·12·6 = 0,65 л/с

3-й полив q = 246,84/ 3,6 · 12·6 = 0,95 л/с

4-й полив q = 280,5/ 3,6 ·12·6 = 1,08 л/с

5-й полив q = 336,6/ 3,6 ·12·5 = 1,56 л/с.

Капуста поздняя:

1-й полив q = 224,4/ 3,6 ·12·5 = 1,03 л/с

2-й полив q = 280,5/ 3,6 ·12·6 = 1,08 л/с

3-й полив q = 280,5/ 3,6 ·12·6 = 1,08 л/с

4-й полив q = 370,26/ 3,6 ·12·6 = 1,43 л/с

5-й полив q = 370,26/ 3,6 ·12·6 = 1,43 л/с

6-й полив q = 392,7/ 3,6 ·12·6 = 1,5 л/с.

Картофель ранний:

1-й полив q = 160,65/ 3,6 ·12·6 = 0,62 л/с

2-й полив q = 214,2/ 3,6 ·12·6 = 0,82 л/с

3-й полив q = 267,75/ 3,6 ·12·6 = 1,03 л/с.

Поливные гидромодули определяют для каждой культуры. Умножением поливного гидромодуля на площадь, занимаемую культурой, находят расходы воды при каждом поливе:

Q=qF,

где F - площадь под культурой, га

q - поливной гидромодуль.

Капуста ранняя:

1-й полив Q = 0,55·32 = 17,6 м ³/га

2-й полив Q = 0,65·32 = 20,8 м ³/га

3-й полив Q = 0,95·32 = 30,4 м ³/га

4-й полив Q = 1,08·32 = 34,56 м ³/га

5-й полив Q = 1,56·32 = 49,92 м ³/га.

Капуста поздняя:

1-й полив Q = 1,03·66 = 67,98 м ³/га

2-й полив Q = 1,08·66 = 71,28 м ³/га

3-й полив Q = 1,08·66= 71,28 м ³/га

4-й полив Q = 1,43·66 = 94,38 м ³/га

5-й полив Q = 1,43·66 = 94,38 м ³/га

6-й полив Q = 1,5·66 = 99 м ³/га.

Картофель ранний:

1-й полив Q = 0,62·22 = 13,64 м ³/га

2-й полив Q = 0,82·22 = 18,04 м ³/га

3-й полив Q = 1,03·22 = 22,66 м ³/га.

2.7 Длительность полива. Расчёт продолжительности полива (стояния) машины на одной позиции по каждой культуре

Длительность полива зависит от числа и производительности труда поливальщиков, числа и марки дождевальных машин и установок, а также от производительности труда по рыхлению почвы после полива (на пашне). В сутки обычно полив проводят на стольких гектарах, сколько могут взрыхлить за сутки. Почву рыхлят через 2...5 дней после полива по мере ее поспевания. Следует учитывать и агробиологические особенности культуры: овощные культуры и картофель нельзя поливать более 3...4 сут, зерновые и другие культуры - более 8... 10 сут.

При поливе дождеванием важно определить продолжительность стояния дождевальных машин на одной позиции, а это позволит рассчитать общую длительность полива и число дождевальных машин.

При поливе дождеванием необходимо следить, чтобы не было, лужеобразования и стока воды.

Таблица 5 - Продолжительность стояния машины ДДН-70

Культуры	Продолжительность стояния, мин
Капуста ранняя	57,33
Капуста поздняя	78,05
Картофель поздний	52,28

Продолжительность полива машин позиционного действия вычисляют по формуле:

t=0.00167 mFКи/Q,

где t - продолжительность полива (стояния) машины на одной позиции, мин;

m - поливная норма, м ³/га;

F - площадь полива с одной позиции, м ².

Q-расход воды машиной, л/с;

Ки - коэффициент, учитывающий испарение (для Нечернозёмной зоны Ки=0.95).

При расчёте поливную норму m берём в среднем по культуре. Подставляя значения в формулу, найдём продолжительность стояния машины ДДН-70 на одной позиции по каждой культуре.

Капуста ранняя:

t = 0,00167·234,88·10000·0,95/65 = 57,33 мин.

Капуста поздняя:

t = 0,00167·319,77·10000·0,95/65 = 78,05 мин.

Картофель ранний:

t = 0,00167·214,2·10000·0,95/65 = 52,28 мин.

3. Оросительные системы

Виды оросительных систем

Оросительные системы должны обеспечивать: регулирование водного и воздушного режимов почвы в соответствии с потребностями выращиваемых культур; высокую производительность труда на поливе, экономное использование поливной воды, энергии и ресурсов; возможность широкой механизации и автоматизации сельскохозяйственного производства; полное полезное использование земельной территории; высокую надежность и удобство эксплуатации с применением автоматизации и телеуправления; минимум приведенных затрат на строительство и эксплуатацию системы; санитарно-гигиенические требования. Они могут быть межхозяйственными (на территории нескольких хозяйств) и внутрихозяйственными (в пределах одного хозяйства).

По характеру водозабора оросительные системы подразделяют на самотечные (вода поступает в систему самотеком) и с механическим водозабором (воду из источника подают насосные станции). Их выполняют открытыми (в виде открытых каналов или лотков), закрытыми (из напорных и безнапорных трубопроводов) и комбинированными (крупные элементы открытые, остальные закрытые).

Основные элементы оросительной системы

Регулярно действующая оросительная система включает следующее:

- орошаемые земли;

- водоисточник (река, водохранилище, озеро, скважина);

- головное водозаборное сооружение (плотина, насосная станция, головной шлюз и др.);

- проводящую оросительную сеть (каналы, лотки, трубопроводы) для транспортировки воды до орошаемого поля;

- регулирующую сеть для распределения воды по орошаемому полю;

- водосбросную и дренажную сеть;

- дорожную, телефонную и электрическую сеть, производственные постройки;

- сооружения на оросительной, водосбросной, дренажной и дорожной сети;

- полезащитные лесные насаждения.

Сооружения на оросительной сети. Для регулирования и учета воды на оросительной сети устраивают следующие гидротехнические сооружения: водовыпускные, водоподпорные, сопрягающие и водопроводящие. Они могут быть: монолитными, сборными и комбинированными, закрытыми (трубчатые) и открытыми.

Монолитные сооружения строят из бетона, железобетона, камня, дерева; сборные - из отдельных блоков заводского изготовления; комбинированные - возводят на месте, а отдельные детали монтируют из ранее изготовленных блоков.

Водовыпускные сооружения (регуляторы) устраивают в голове постоянных оросительных каналов (распределители) и на временных оросителях. Если трасса канала имеет большой уклон, то их совмещают с перепадами или быстротоками. Для регулирования уровня и расхода воды водовыпуски оборудуют плоскими или сегментными затворами.

Сопрягающие сооружения выполняют там, где уклон трассы канала значительный. Без них скорости течения воды в земляном русле будут превышать допустимые на размыв.

Водопроводящие сооружения необходимы там, где есть препятствия (балки, овраги, реки, дороги и др.) и где технически трудно или экономически нецелесообразно строить земляные.

Схема оросительной системы

Рисунок 1 - Схема оросительной системы: 1 - источник орошения; 2 - головной водозабор; 3 - магистральный канал (А-Б - холостая часть; Б-В - рабочая часть); 4,5,6,7 - распределители соответственно межхозяйственные, хозяйственные, севооборотных участков, участковые; 8 - временные оросители; 9 - межхозяйственная и внутрихозяйственная водосбросная сеть; 10 - полевые и хозяйственные дороги; 11 - лесозащитные полосы; 12-сооружения на оросительной и дорожной сети; 13 - вспомогательные устройства

Вывод

В данной курсовой работе изложены понятия и виды орошения, задачи по развитию сельского хозяйства, решаемые орошением в Нечерноземной зоне, роль орошения в развитии сельского хозяйства. Произведены расчеты: поливной нормы, оросительной нормы, продолжительности стояния машины. Рассмотрен принцип работы дождевой машины ДДН-70.

Так как в Нечерноземной зоне осадки выпадают не равномерно, влаги в почве недостаточно, поэтому, в сельское хозяйство стали внедрять орошение. Все вышеуказанные факторы оказывают благоприятное влияние на урожай сельскохозяйственных культур, а также на улучшение физико-химических свойств почвы, теплового режима, повышение влажности приземного слоя почвы. Так же все вычисления указывают на огромную себестоимость дождевальных машин и оросительных систем. В наше время очень невыгодно внедрять орошение, т. к. себестоимость зерна и сельскохозяйственной продукции будет огромна.

Литература

1. Дектярева Т.Л., Полуэктова Е.А. Режим орошения сельскохозяйственных культур: Методические указания. - Киров: Вятская ГСХА, 2008. - 13 с.

2. Колпаков В.В., Сухарев И.П. Сельскохозяйственные мелиорации - М.: Колос, 1981. - 328 с.

3. Полуэктова Е.А. Методические указания для выполнения курсовой работы по дисциплине "Мелиорация". - Киров: Вятская ГСХА, 2012. - 13 с.

4. Тимофеев А.Ф. Мелиорация сельскохозяйственных земель. - М.: Колос, 1982. - 240 с.

Размещено на Allbest.ru