Способ мелиорации в горно-предгорной зоне и система его реализации

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Способ мелиорации включает полив участков по поливным бороздам, накрытым полиэтиленовой пленкой с перфорацией. Полив верхнего или нижнего горизонтов активного слоя почвы проводится при снижении влажности в этих горизонтах до нижнего порога оптимальной влажности. Увлажнение верхнего горизонта активного слоя почвы на гребнях проводится поливом по поливным бороздам, проложенным по середине гребней. Увлажнение нижнего горизонта активного слоя проводят животноводческими стоками из траншей с камнями, проложенных по краям гребней. Система мелиорации содержит гребни, по середине которых проложены поливные борозды с уложенными в них полосами полиэтиленовой пленки с перфорацией. По краям гребней сделаны траншеи, заполненные камнями, ниже которых проложена прослойка почвы, под которой установлены экраны из пленки. При использовании способа и системы мелиорации обеспечивается равномерное оптимальное увлажнение всего активного слоя почвы по глубине и вдоль длины гребней, уменьшение потерь воды на испарение и глубинную фильтрацию, утилизация животноводческих стоков, улучшение аэрации активного слоя почвы, активизация природных биологических процессов, повышающих плодородие почвы, улучшающих ее структуру, что обеспечивает возможность применения технологий земледелия с минимальной обработкой почвы. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при поливах сельскохозяйственных культур в горно-предгорной зоне.

Известен способ внутрипочвенного орошения (Корнев В.Г. Подпочвенное орошение. Метод абсорбционного орошения. - М - Л., 1935.-174 с., Григоров М.С. Основы внутрипочвенного орошения. - М.: Изд-во МСХА, 1993. - С.34-39.). При данном способе полива вода поступает в почву непрерывно из трубчатых внутрипочвенных увлажнителей, а влажность почвы поддерживаться на уровне, приближающемся к наименьшей влагоемкости почвы. При применении способа снижаются непроизводительные потери поливной воды на испарение, а при поливе животноводческими стоками не происходит их попадание, а следовательно, вредных микроорганизмов, яиц гельминтов, на поверхность почвы, что предотвращает заражение ими людей и животных (Григоров М.С., с.72-77).

Недостатками способа являются: потери поливной воды на глубинную фильтрацию; недостаточное увлажнение верхнего горизонта активного слоя почвы; необходимость создания напора воды в оросительной сети и возможное засорение внутрипочвенных увлажнителей.

Известен способ мульчирования междурядий прозрачной полиэтиленовой пленкой (Суюмбаев Д.А. Методы и технические средства комплексных мелиорации орошаемых земель Кыргызстана: автореф. … д.т.н.: 06.01.02. - Бишкек, 2000. - С. 21, Суюмбаев Д.А., Отунчиев О., Налойченко А.О., Кулов К.М. Методические указания по обеспечению мелиоративных и агротехнических мероприятий по улучшению теплового режима почв орошаемых земель Северной Киргизии. - Фрунзе, 1985). Пленка в междурядье размещается от оси посева на расстояние 4-6 см, а край пленочной ленты вдавливается на глубину 3-5 см. Таким образом, ширина открытой полосы составляет около 8-12 см и достаточна для нормального роста растений. При этом уменьшаются потери поливной воды на испарение. Часть лучистой энергии достигает поверхности почвы и аккумулируется на ее поверхности, воздушная прослойка между пленкой и поверхностью почвы уменьшает отток тепла в атмосферу.

Недостатком способа является не использование мульчирующей пленки для полива выращиваемых культур.

В Китае при поливе по бороздам применяют полимерные покрытия с отверстиями, которыми покрывают поливные борозды (Натальчук М.Ф., Ольгаренко В.И., Сурин В.А. Эксплуатация гидромелиоративных систем. - М.: Колос, 1995. - 320 с., Ищенко А.В., Апальков С.А., Георгица И.В., Полякова Л.С. Регулирование расхода воды при усовершенствованном способе полива по бороздам // Мелиорация антропогенных ландшафтов: Межвузовский сборник научных трудов. - Т.21: Рациональное природопользование в степной зоне России. - Новочеркасск: УПЦ «Набла» ЮРГТУ, 2004. - С.38-44).

Полимерная пленка позволяет предотвратить при поливе по бороздам эрозию почвы, уменьшить непроизводительные потери поливной воды на испарение и глубинную фильтрацию, обеспечить постепенное поступление воды в почву без переувлажнения и слитизации почвы.

Недостатком системы является необходимость удаления с поля после вегетационного периода перфорированной пленки для последующей обработки почвы.

Известна технология гребневой мелиорации (Носовский B.C., Абраменко В.П. Технология гребневой мелиорации и ее производственное освоение // МиВХ. - 2007. - №1. - С.22-24), которая позволяет за счет улучшения водно-воздушного режима почвы повысить урожайность сельскохозяйственных культур и уменьшить вдвое объем вспашки почвы.

Данная технология не устраняет эрозии почвы при поливах на средних и больших уклонах.

Известен способ автоматизированного полива (а.с. 1375190 СССР, МКИ А01G 25/00. Способ автоматизированного полива / В.И.Пронов, И.А.Ким -Опубл. 23.02.88. - Бюл. №7. - 3 с.), включающий дробную подачу поливной нормы с чередованием полива групп участков переменными нормами полива, малой и близкой к увлажнительной.

Недостатком способа является не использование утилизации на поле животноводческих стоков, эрозия почвы при поливах по бороздам на больших уклонах.

Наиболее близким является способ мелиорации орошаемых почв (Предварительный патент 341 KG, МКИ А01G 25/02 / И.А.Ким, И.И.Ким, В.К.Цой. - Опубл. 30.12.1999. - Бюл. №4), включающий одновременный полив по бороздам, внутрипочвенное увлажнение и аэрацию почвы. Система, реализующая способ мелиорации, содержит грядки шириной 140-180 см, расположенные постоянно на одном месте, узкие траншеи с навозом и растительными остатками, проложенными по середине грядок и накрытые сверху полосой полиэтиленовой пленки, внутрипочвенные перфорированные трубопроводы для подачи увлажненного воздуха в узкие траншеи с навозом и растительными остатками.

Способ мелиорации и система для ее реализации позволяют улучшить аэрацию почвы, активизировать микробиологические процессы в почве, повышающие ее плодородие и позволяющие устранить необходимость вспашки почвы.

Недостатком способа и системы является эрозия почвы при поливах по бороздам на больших и средних уклонах, необходимость прокладки большого количества внутрипочвенных перфорированных увлажнителей, повышающих стоимость и снижающих надежность и срок службы оросительной системы.

Техническим результатом заявленного изобретения является повышение качества мелиорации поливных участков в горно-предгорной зоне.

Заявленный результат достигается тем, что система мелиорации в горно-предгорной зоне содержит водозаборное сооружение на реке, соединенное с очистным сооружением.

Первый выход очистного сооружения соединен с резервуаром-смесителем (PC) животноводческих стоков, а его второй выход соединен через затвор с первым самонапорным трубопроводом. Выход PC соединен через затвор со вторым самонапорным трубопроводом.

К первому самонапорному трубопроводу через затворы подключены ярусы первых поливных трубопроводов с микрогидрантами для подачи воды в поливные борозды, проложенные вдоль середины широких гребней. Поверхность поливных борозд экранирована от почвы полосой полиэтиленовой пленки с перфорацией. Ко второму самонапорному трубопроводу через затворы подключены ярусы вторых поливных трубопроводов с микрогидрантами для подачи воды в узкие траншеи, проложенные по краям гребней. Узкие траншеи заполнены камнями, под которыми положен слой почвы, ниже которого проложен экран, выполненный из полосы полиэтиленовой пленки, частично экранирующий также часть активного слоя почвы, расположенного под гребнями, от нижележащих слоев почвы.

При снижении влажности в верхнем или нижнем горизонтах активного слоя почвы до нижнего порога оптимальной влажности назначается полив участков нормой полива на увлажнение верхнего горизонта активного слоя почвы по бороздам или полив нормой полива на увлажнение нижнего горизонта активного слоя почвы животноводческими стоками по узким траншеям.

При применении способа и системы мелиорации в горно-предгорной зоне обеспечивается: поддержание равномерного оптимального увлажнения всего активного слоя почвы по глубине и вдоль длины гребней; уменьшение потерь воды на глубинную фильтрацию и утилизация животноводческих стоков; улучшение аэрации активного слоя почвы и активизации природных биологических процессов, повышающих плодородие почвы; возможность применения технологий земледелия с минимальной и нулевой обработкой почвы.

На фиг.1 приведен фрагмент схемы системы мелиорации в горно-предгорной зоне; на фиг.2 - разрез почвы поливного участка с системой мелиорации.

Система мелиорации содержит реку 1, водозаборное сооружение 2, соединенное с очистным сооружением 3 с отстойником, первый выход которого соединен через затвор 4 с резервуаром-смесителем (PC) 5, соединенным через затвор 6 с резервуаром осветленных стоков (РОС) 7 животноводческого комплекса 8. Второй выход очистного сооружения 3 соединен через затвор 9 с первым самонапорным трубопроводом 10, проложенным вдоль максимального уклона местности. Выход PC 5 соединен через затвор 11 со вторым самонапорным трубопроводом 12. К первому самонапорному трубопроводу через затворы 13 подключены ярусы первых поливных трубопроводов 14 с микрогидрантами 15 для подачи воды в поливные борозды 16, проложенные вдоль середины широких гребней 17 для выращивания растений 18. Поверхность поливных борозд 16 экранирована от почвы полосой полиэтиленовой пленки 19 с перфорацией 20. Ко второму самонапорному трубопроводу 12 через затворы 21 подключены ярусы вторых поливных трубопроводов 22 с микрогидрантами 23 для подачи воды в узкие траншеи 24, проложенные по краям широких гребней 17. Узкие траншеи 24 заполнены камнями 25, под которыми положен слой почвы 26 (фиг.2), ниже которого проложен экран 27, выполненный из полосы полиэтиленовой пленки, частично экранирующий также часть активного слоя под широкими гребнями 17 от нижележащих слоев почвы. Расстояние между узкими траншеями соответствует расстоянию между колесами трактора.

Способ мелиорации реализуется следующим образом.

При снижении влажности в верхнем горизонте активного слоя почвы до нижнего порога оптимальной влажности назначается полив участков нормой полива на увлажнение верхнего горизонта активного слоя почвы до влажности, близкой к наименьшей влагоемкости (НВ). При этом открывается затвор 9, и вода из очистного сооружения 3 подается в первый самонапорный трубопровод 10. Затем открываются затворы 13 первых ярусов первых поливных трубопроводов, и вода из первого напорного трубопровода 10 поступает в первые поливные трубопроводы 14 и затем через микрогидранты 15 в поливные борозды 16, проложенные по середине гребней 17. Вода из поливных борозд 16 через перфорацию 20 в полосе полиэтиленовой пленки 19, уложенной в поливных бороздах 16, бороздково-капельным способом постепенно поступает в почву. После увлажнения верхнего горизонта активного слоя почвы поливаемого участка затворы 13 закрываются. Полив участков по бороздам 16 прекращается.

При снижении влажности в нижнем горизонте активного слоя почвы до нижнего порога оптимальной влажности назначается полив нормой полива на увлажнение нижнего горизонта активного слоя почвы до влажности, близкой к НВ. При этом открывается затвор 11, и животноводческие стоки из резервуара-смесителя 5 поступают во второй самонапорный трубопровод 12. Затем открываются затворы 21 вторых поливных трубопроводов 22 первого яруса, и животноводческие стоки через микрогидранты 23 подаются в узкие траншеи 24 с камнями 25. После выдачи поливной нормы полив участка прекращается, и аналогичным образом проводится полив далее всех остальных участков полива.

При использовании способа и системы мелиорации обеспечивается поддержание равномерного оптимального увлажнения всего активного слоя почвы по глубине и вдоль гребней, уменьшение непроизводительных потерь воды на испарение и глубинную фильтрацию и утилизация животноводческих стоков. Применение гребней, поливных борозд с уложенной в них полосой полиэтиленовой пленкой с перфорацией, узких траншей с камнями по краям гребней, предотвращает эрозию почвы при поливах сельскохозяйственных культур на больших уклонах, улучшает аэрацию и тепловой режим почвы. Утилизация животноводческих стоков на поле совместно с улучшенной аэрацией почвы активизирует природные биологические процессы, повышающие плодородие почвы, обеспечивает накопление биомассы в почве, улучшение ее структуры, делает почву мягкой. Все это обеспечивает возможность применения технологий земледелия с минимальной нулевой обработкой почвы, со стационарным расположением гребней, с поливными бороздами, покрытых полосами полиэтиленовой пленки с перфорацией, проложенными по середине гребней, без уборки полиэтиленовой пленки после вегетационного периода.

1. Способ мелиорации в горно-предгорной зоне, включающий полив участков по поливным бороздам, накрытым полиэтиленовой пленкой с перфорацией, внутрипочвенное увлажнение и аэрацию активного слоя почвы, отличающийся тем, что полив верхнего или нижнего горизонтов активного слоя почвы проводится при снижении влажности в этих горизонтах до нижнего порога оптимальной влажности, причем увлажнение верхнего горизонта активного слоя почвы на гребнях проводится поливом по поливным бороздам, проложенным по середине гребней, а увлажнение нижнего горизонта активного слоя - животноводческими стоками из траншей с камнями, проложенных по краям гребней.

2. Система мелиорации в горно-предгорной зоне, содержащая поливные борозды, отличающаяся тем, что система содержит гребни, по середине которых проложены поливные борозды с уложенными в них полосами полиэтиленовой пленки с перфорацией, а по краям гребней сделаны траншеи, заполненные камнями, ниже которых проложена прослойка почвы, под которой установлены экраны из полиэтиленовой пленки, частично экранирующая активный слой почвы от нижележащих слоев.