Способ осушения минеральных почв для реализации точного земледелия



Способ осушения минеральных почв для реализации точного земледелия
Способ осушения минеральных почв для реализации точного земледелия

 


Владельцы патента RU 2565732:

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт мелиорированных земель" (ФГБНУ ВНИИМЗ) (RU)

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Способ включает осушение массива почв закрытым дренажем. Массив почв, намеченный к осушению, мелиорируют в системе комплексной мелиорации агроландшафта отдельными самостоятельными массивами - рабочими участками, входящими в состав поля севооборота. Границы рабочих участков устанавливают исходя из предельно допустимой их неоднородности по площади по водному и тепловому режимам и почвенному плодородию: каждый из рабочих участков не менее чем на 90% площади располагают на почве с одним типом водного питания, одной степенью оглеения почвогрунта, одним уровнем плодородия, а почва на каждом из рабочих участков по своему гранулометрическому составу не менее чем на 90% площади относится к одному классу по классификации Н.А. Качинского, при этом не больше 10% площади рабочего участка по окрайкам занимает площадь, относящаяся к соседнему более легкому по гранулометрическому составу классу почвы, на двучленном наносе при средней его мощности не больше 0,7 м разницу в мощности верхнего водопроницаемого слоя наноса по площади рабочего участка допускают не больше 0,2 м и 0,3 м - при средней мощности верхнего слоя 0,7…1,0 м. По границам рабочих участков устраивают отвод поверхностных вод. Равномерность осушения почвы рабочего участка по площади обеспечивают посредством дифференцирования параметров дренажа и агромелиоративных мероприятий по его площади, учитывая гранулометрический состав почвогрунта выше линии дрен, строение почвенного профиля, изменение коэффициента фильтрации с глубиной и глубину залегания водоупора, степень оглеения почвогрунта, его пылеватость, степень окультуренности почвы, тип водного питания, условия отвода поверхностных вод, уклон поверхности почвы и ориентацию склона, планируемое использование осушаемых земель, географическое расположение массива осушения и условия производства работ, обеспечивающего качественную укладку дренажа механизированным способом. Посредством применения дифференцированной системы окультуривания почвы, в том числе и первичного, обеспечивают после осушения однообразие плодородия почвы по площади рабочего участка, допуская различие по площади рабочего участка в мощности пахотного слоя не больше 2…3 см, по валовому содержанию гумуса - 0,5%, по показателю pH для почв кислых - единица и слабокислых - 0,5, по валовому содержанию фосфора и калия - 1,0%, азота - 0,1%, а по содержанию подвижных элементов питания в допустимых для растения формах - не больше 5…7% (относительных). Технический результат заключается в обеспечении одновременного и в оптимальный срок созревания почвы весной на всей осушаемой площади каждого рабочего участка, составляющего поле севооборота, и однородного водного, питательного и теплового режимов почвы в течение вегетационного периода, применения одинаковой агротехники на всей площади участка и одновременного созревания урожая, что позволит реализовать точное земледелие на каждом рабочем участке и повысить при этом продуктивность и эколого-экономическую эффективность осушаемых земель. 4 з.п. ф-лы, 2 табл.

 

Изобретение относится к области сельского хозяйства и комплексной мелиорации агроландшафтов Нечерноземной зоны и, в первую очередь, к осушению земель сельскохозяйственного назначения с пересеченным рельефом, предназначенных для реализации точного земледелия. Оно может быть применено также при реконструкции и ремонте осушительных систем и сельскохозяйственном использовании мелиорируемых земель, проведении так называемой «сухой культуртехники» и использовании склоновых земель, а также при осушении сортоиспытательных и других опытных участков. Рекомендуется его использовать и в учебном процессе при подготовке как инженеров-мелиораторов, так и почвоведов и ученых агрономов.

При помощи осушения земель создается жизненное пространство, необходимое для существования человека. До последнего времени осушение земель сельскохозяйственного назначения осуществляют исходя из требований растений к водному режиму почвогрунтов и требований сельскохозяйственного производства к реализации индустриального земледелия с целью широкой механизации работ с помощью высокопроизводительной техники, предназначенной для повышения производительности труда в сельском хозяйстве. В результате осушения земель создавали и продолжают создавать поля севооборота по возможности прямоугольной формы с длиной в направлении основной обработки не менее 400…500 м (при наличии мелкой контурности вынуждены обрабатывать участки с длиной гона 150…200 м и менее). При этом осушительная сеть обеспечивает нарезку полей севооборота прямоугольной формы с соотношением сторон 1:2…1:4. При современных скоростях тракторов при длине гона менее 400 м заметно уменьшается их производительность. С увеличением рабочих скоростей тракторов размеры полей должны возрастать. При невозможности создания полей прямоугольной формы длинные их стороны размещают параллельно друг другу. Для ликвидации мелкой контурности угодий и укрупнения полей включали и включают в проекты мелиораций в пределах границ объектов, а также на примыкающих к ним площадях проведение культуртехнических работ на землях, не требующих осушения, но нуждающихся, как правило, в противоэрозионных мероприятиях. При этом используют действующие строительные нормы и правила (СНиП), технические условия (ТУ) и другие нормативы: СНиП 2.06.03-85 «Мелиоративные системы и сооружения». - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986. - 60 с.; Пособие П 1-98 к СНиП 2.06.03-85. - Минск: Министерство архитектуры и строительства Республики Беларусь, 1999. - 85 с.; Указания по составлению мелиоративных проектов. Часть I / Осушение. - Каунас: Литгипроводхоз, 1966. - 88 с.; Руководство по проектированию осушительных и осушительно-увлажнительных систем. - М.: Мосгипроводхоз - Главнечерноземводстрой, 1976. - 133 с.; Зайдельман Ф.Р. Мелиорация заболоченных почв Нечерноземной зоны РСФСР: Справочная книга. - М.: Колос, 1981. - 168 с.; Рекомендации по окультуриванию и сельскохозяйственному использованию мелиорируемых земель в Нечерноземной зоне РСФСР / И.М. Емельянова и др.; одобрены НТС Минсельхоза РСФСР (протокол №11 от 20.05.1977 г.). - Л.: СевНИИГиМ, 1978. - 66 с.; СНиП 3.07.03-85. - М.: Госстрой СССР, 1986; и др.

При осушении земель учитывают и накопленный опыт: Опыт осушения земель закрытым дренажем / Коллектив авторов: А. Бальчюнас, З. Киндерис и др.; Под ред. А.Л. Лукянаса. - М.: Колос, 1975. - 320 с.; Мелиорация: Энцикл. справочник / Коллектив авторов; Под общ. ред. А.И. Мурашко. - Мн.: Белорус. Сов. Энцикл., 1984. - 567 с.; Эггельсманн Р. Руководство по дренажу / Пер. с нем. В.Н. Горинского; Под ред. и с предисл. Ф.Р. Зайдельмана. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Колос, 1984. - 247 с.; Мелиорация и водное хозяйство. Осушение: Справочник / Коллектив авторов; Сост. Е.И. Кормыш; Под ред. B.C. Маслова. - М.: Ассоциация «Экост», 2001. - 606 с. (аналог); Гулюк Г.Г., Черняк М.Б., Штыков В.И., Янко Ю.Г. Руководство по мелиорации полей / Под ред. В.И. Штыкова. - СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2007. - 238 с.; и др.

Изложенный выше подход к осушению земель нашел отражение и в учебном процессе: Сельскохозяйственные гидротехнические мелиорации / Коллектив авторов: Скрипчинская Л.В., Янголь A.M. и др.; Под ред. Л.В. Скрипчинской. - Киев: Вища школа, 1977. - 352 с.; Сельскохозяйственные гидротехнические мелиорации / МГМИ; Коллектив авторов: Богушевский А.А., Голованов А.И. и др.; Под ред. Е.С. Маркова. - М.: Колос, 1981. - 375 с.; Учебно-методическое пособие по выполнению курсового проекта по осушению сельскохозяйственных земель в Нечерноземной зоне РФ / Сост. А.П. Аверьянов. - М.: МГУП, 2005. - 28 с.; Зайдельман Ф.Р. Генезис и экологические основы мелиорации почв и ландшафтов: Учебник / МГУ. - М.: КДУ, 2009. - 720 с.; и др.

Основной недостаток изложенного подхода к осушению земель, в том числе и аналога, состоит в том, что, несмотря на повышение равномерности осушения полей и производительности труда, в частности повышение проходимости сельскохозяйственных машин и механизмов при проведении полевых работ, нередки случаи, когда не обеспечивается одновременное и в оптимальные сроки созревание почвы весной на всей площади осушаемого поля севооборота, не обеспечивается при этом и одновременное созревание урожая на всей площади поля севооборота. Особенно это проявляется на осушаемом массиве с пересеченным рельефом. Создавая условия для широкой механизации полевых работ, не удается полностью обеспечить на всей площади осушаемого поля севооборота однородные условия для выращивания растений. При этом, в частности, не удается обеспечить и одинаковый водный режим по площади поля севооборота с почвами разного гранулометрического состава, степени оглеения, типа водного питания и уровня плодородия. Контрастность почв по водному режиму, соседних по классу гранулометрического состава, степени оглеения, уровню плодородия и типу водного питания, только понижается, но полностью не устраняется. Практика осушения минеральных земель подсказывает: необходим более дифференцированный подход.

Как известно, по уровню плодородия минеральные почвы подразделяют на три группы (Рекомендации по окультуриванию и сельскохозяйственному использованию мелиорируемых земель в Нечерноземной зоне РСФСР / И.М. Емельянова и др. - Л.: СевНИИГиМ, 1978. - С. 4…6). К почвам высокого уровня плодородия относят минеральные почвы при мощности гумусового горизонта более 22 см, содержании подвижного фосфора более 15 мг/100 г почвы и кислотности pH более 5,5. К группе со средним уровнем плодородия относят минеральные почвы с мощностью гумусового горизонта от 17 до 22 см, содержанием фосфора от 10 до 15 мг/100 г почвы и кислотностью pH от 4,5 до 5,5, а к группе с низким уровнем плодородия - при мощности гумусового горизонта менее 17 см, содержании подвижного фосфора ниже 10 мг/100 г почвы и pH ниже 4,5.

Необходимо так же учитывать, что в России введена частная собственность на землю: вместо колхозов и совхозов, управлявших использованием крупной государственной собственности на землю, появилось много мелких частных землевладельцев. Естественно, что изменились и требования к осушению земель.

Перед предлагаемым изобретением поставлена задача, чтобы в результате осушения конкретного массива земель сельскохозяйственного назначения, осуществляемого в системе комплексной мелиорации агроландшафта, создавались агротехнически однородные поля севооборота, как минимум рабочие участки, необходимые для реализации точного земледелия.

Практические пути реализации принципов точного земледелия при осушении земель сельскохозяйственного назначения лежат в основе научной концепции точного земледелия - представления о существовании неоднородностей в пределах одного поля. При этом, не углубляясь в научную терминологию, очевидно, возможно дать следующее определение «точному земледелию»: это управление продуктивностью посевов с учетом локальных особенностей внутри каждого поля севооборота, на каждом его квадратном метре.

Технический результат в результате осушения минеральных почв для реализации точного земледелия заключается в обеспечении одновременного и в оптимальный срок созревания почвы весной на всей осушаемой площади каждого рабочего участка, составляющего поле севооборота, и однородного водного, питательного и теплового режимов почвы в течение вегетационного периода, применения одинаковой агротехники на всей площади участка и одновременного созревания урожая, что позволит реализовать точное земледелие на каждом рабочем участке и повысить при этом продуктивность и эколого-экономическую эффективность осушаемых земель.

Поставленная задача решена тем, что способ осушения минеральных почв для реализации точного земледелия включает осушение массива почв закрытым дренажем. При этом массив почв, намеченный к осушению, мелиорируют в системе комплексной мелиорации агроландшафта отдельными самостоятельными массивами - рабочими участками, входящими в состав поля севооборота. Границы рабочих участков устанавливают исходя из предельно допустимой их неоднородности по площади по водному и тепловому режимам и почвенному плодородию: каждый из рабочих участков не менее чем на 90% площади располагают на почве с одним типом водного питания, одной степенью оглеения почвогрунта, одним уровнем плодородия, а почва на каждом из рабочих участков по своему гранулометрическому составу не менее чем на 90% площади относится к одному классу по классификации Н.А. Качинского, при этом не больше 10% площади рабочего участка по окрайкам занимает площадь, относящаяся к соседнему более легкому по гранулометрическому составу классу почвы, на двучленном наносе при средней его мощности не больше 0,7 м разницу в мощности верхнего водопроницаемого слоя наноса по площади рабочего участка допускают не больше 0,2 м и 0,3 м - при средней мощности верхнего слоя 0,7…1,0 м. По границам рабочих участков устраивают отвод поверхностных вод. При этом:

- один рабочий участок размещают на склоне одной или близких экспозиций;

- в один рабочий участок не включают осушаемые минеральные и торфяные почвы, а также пойменные почвы с различным сроком поемности;

- размещение полевой дорогой, необходимой для эксплуатации рабочего участка, увязывают с расположением как проводящей, так и регулирующей осушительной сети;

- по периметру рабочего участка устраивают поле- или садозащитную лесную полосу. Равномерность осушения почвы рабочего участка по площади обеспечивают посредством дифференцирования параметров дренажа и агромелиоративных мероприятий по его площади, учитывая гранулометрический состав почвогрунта выше линии дрен, строение почвенного профиля, изменение коэффициента фильтрации с глубиной и глубину залегания водоупора, степень оглеения почвогрунта, его пылеватость, степень окультуренности почвы, тип водного питания, условия отвода поверхностных вод, уклон поверхности почвы и ориентацию склона, планируемое использование осушаемых земель, географическое расположение массива осушения и условия производства работ, обеспечивающего качественную укладку дренажа механизированным способом. Посредством применения дифференцированной системы окультуривания почвы, в том числе и первичного, обеспечивают после осушения однообразие плодородия почвы по площади рабочего участка, допуская различие по площади рабочего участка в мощности пахотного слоя не больше 2…3 см, по валовому содержанию гумуса - 0,5%, по показателю pH для почв кислых - единица и слабокислых - 0,5, по валовому содержанию фосфора и калия - 1,0%, азота - 0,1%, а по содержанию подвижных элементов питания в допустимых для растения формах - не больше 5…7% (относительных).

Почвенный покров минеральных почв Нечерноземной зоны характеризуется высокой пространственной неоднородностью, связанной преимущественно с вариабельностью гранулометрического состава почвообразующих пород, микро- и мезорельефом местности. Высокая пространственная неоднородность физических свойств почв диктует необходимость новых подходов к осушению почв и применения в отличие от ранее сложившихся других технологических решений.

Известно, что поля севооборота - это равновеликие земельные участки (части севооборотного массива), предназначенные для поочередного возделывания сельскохозяйственных культур (в соответствии со схемой чередования) и выполнения связанных с этим полевых работ. Поле может включать один или несколько, ввиду неоднородности почв, рельефа местности и других условий, рабочих участков. Наилучшим решением является такое, когда поле целиком состоит из одного рабочего участка - территории, пригодной для одновременного выполнения полевых работ по единой технологии и размещения всех сельскохозяйственных культур, предусмотренных схемой севооборота. Рабочий участок должен быть агротехнически однородным. Это предполагает единые сроки проведения полевых работ, одновременность прохождения фаз роста растений, единый характер механизированной обработки. Поэтому в первую очередь выделяют отдельно расположенные рабочие участки, а затем из них формируют поля севооборотов.

Условия формирования рабочих участков в Нечерноземной зоне противоречивы. С одной стороны, необходимо обеспечить агротехническую однородность участка, что в условиях зоны, особенно при пересеченном рельефе, зачастую исключает возможность объединения контуров в крупный массив - рабочий участок, а с другой - рабочий участок должен быть достаточно крупным, пригодным для механизированной обработки. Перечисленные условия нередко находятся в противоречии, поэтому при обосновании размещения рабочих участков необходим творческий подход.

Размещение рабочих участков в границах мелиорируемого массива начинают после завершения изысканий, так как от этого зависят расположение и параметры осушительной сети, и осуществляют, естественно, до начала проведения мелиоративных работ.

Для установления границ рабочих участков по гранулометрическому составу почвогрунты подразделяют на 9 классов. При этом используют шкалу Н.А. Качинского (табл. 1), а класс гранулометрического состава почвогрунта определяют полевым нормированным органолептическим методом по ГОСТ 28268-89, применяя раскатывание шнура диаметром около

3 мм на ладони и его последующее сворачивание в кольцо диаметром примерно 30 мм, т.е. на порядок большим. Шнур при этом, в зависимости от гранулометрического состава почвогрунта, приобретает различный вид, по которому и устанавливают класс почвогрунта по гранулометрическому составу (табл. 2).

До сих пор, к сожалению, несмотря на дифференцированный подход к назначению параметров дренажа по площади, не всегда удавалось достичь одинакового водного режима почв как на участках с почвогрунтами, отличающимися по величине составляющих водного баланса, гранулометрическому составу и, естественно, водоотдаче, воздухообеспеченности и величине оптимальной для выращивания растения влажности, так и на участках с почвогрунтами разной степени оглеения, а также и с почвами разного уровня плодородия, отличающимися, естественно, и по водоотдаче. Поэтому внесено предложение создавать раздельно рабочие участки также и на глубокооглеенных, слабоглееватых, глееватых и глеевых почвогрунтах (даже при условии их размещения на площади с одним типом водного питания), а также на почвогрунтах с различными типами водного питания, выделяя рабочие участки с атмосферным; атмосферным и намывным; атмосферным, намывным и грунтовым; атмосферным и грунтовым, атмосферным и грунтово-напорным типами водного питания, и почвами разного уровня плодородия.

Требование одинаковой теплообеспеченности выращиваемой культуры по площади рабочего участка реализуют посредством размещения рабочего участка только на склоне одной или близких экспозиций, созданием по его периметру поле- или садозащитной лесной полосы, которая обеспечивает также и более выровненный водный режим по площади (Альбенский А.В. Защитное лесоразведение в Нечерноземной зоне. - М.: Россельхозиздат, 1977. - 56 с.), а также учетом гранулометрического состава почвы и уровня ее плодородия. Суглинистые и глинистые почвы, содержащие больше воды и органического вещества, обладают и большей теплоемкостью, чем песчаные и супесчаные с меньшим количеством воды. В то же время они медленно прогреваются, их называют холодными.

Однообразие по площади рабочего участка водного режима и плодородия почвы устанавливают с учетом практически достижимой точности определения их показателей применяемыми на практике способами.

Критерием первоочередной важности учета факторов при разбивке рабочих участков является степень их значимости для эффективной оптимизации состояния осушаемых почв. Базовыми (основными) являются гранулометрический состав почвогрунта и содержание органического вещества почвы, а так же степень оглеения почвогрунтов и тип водного питания. Важно также учесть при этом и доказать литологическую однородность почвенного профиля по площади рабочего участка. Границы рабочих участков устанавливают и с учетом требований и нормативов по формированию устойчивых агроландшафтов.

Однако каким бы детальным ни было почвенное обследование, оно не может с достаточной точностью выявить микропестроту почв, в частности, расположение пятен с наиболее бедной и плодородной почвой. Поэтому осуществляют комплексную мелиорацию рабочего участка, применяя при этом и дифференцированный подход к окультуриванию почвы, в том числе и к первичному, по площади рабочего участка.

Необходимо отметить, что предпринимаемые до последнего времени попытки создать агроэкологически однотипные поля севооборота на уже ранее осушенных (из условия обеспечения максимальной производительности труда) массивах, как правило, не всегда приносят успех. Постановка задачи должна быть иная: создавать агроэкологически однотипное поле (рабочий участок) севооборота в процессе - результате осушения земель. Разрешение этой задачи - основа реализации точного земледелия на осушаемых землях. На это и направлено данное предлагаемое изобретение.

Способ осушения минеральных почв для реализации точного земледелия включает следующие операции:

1. Проведение изысканий на массиве почв, намеченного к осушению, с целью составления его топографического плана, карты культуртехнического состояния и комплексной почвенно-геологической карты.

2. Проектирование осушительной системы:

- разбивку на топографическом плане 1-го варианта расположения проводящей открытой осушительной сети и внутриполевых дорог;

- разбивку размещения на осушаемом массиве рабочих участков для обеспечения по их площади однородного плодородия почвы, водного и теплового режимов;

- разработку схемы осушения каждого рабочего участка, в т.ч. и системы мер по охране природы на каждом рабочем участке, при этом участки с грунтово-напорным типом водного питания не осушают, а используют в естественном состоянии;

- увязку решений по всем предыдущим операциям;

- уточнение методов и способов осушения закрытым дренажем каждого рабочего участка, в том числе и системы агромелиоративных мероприятий, с целью обеспечения одинакового по площади режима осушения, обуславливаемого выращиваемыми культурами;

- отвод поверхностных вод по границе участка;

- разработку дифференцированной системы окультуривания почвы, в том числе и первичного, на каждом рабочем участке с целью обеспечения одинакового плодородия почвы по площади;

- рассмотрение принятых решений на научно-техническом совете и их утверждение.

3. Перенос рабочего проекта осушения массива в натуру.

4. Строительство осушительной сети, дорог, выполнение работ по дифференцированному окультуриванию почв, систематический контроль качества выполняемых работ по каждому рабочему участку.

5. Использование осушаемых земель в разрезе каждого рабочего участка и продолжение при этом работ по дальнейшему окультуриванию почвы.

6. Эксплуатация осушительной системы, контроль агроэкологической однотипности каждого осушаемого рабочего участка по площади и в случае необходимости принятие должных мер.

Способом осушения минеральных почв для реализации точного земледелия как объектом изобретения является процесс осуществления действий над материальным объектом - массивом осушения с помощью материальных средств.

Пример реализации заявленного способа на 3-м поле северного полевого севооборота площадью 38 га в бывшем совхозе «Крючково» на территории Тверской области.

На указанном поле были реализованы все операции, перечисленные выше в п. 1…6.

Поле площадью 38 га, расположенное на склоне южной ориентации (экспозиции), состоит из 3-х рабочих участков. На рабочем участке каждый из рассматриваемых факторов встречается только один раз. На 1-ом участке площадью 28 га почва дерново-подзолистая легкосуглинистая глееватая на морене, среднего уровня плодородия с атмосферным водным питанием и средним уклоном поверхности, равным 0,005. 2-й рабочий участок площадью 6 га занимает подножие склона практически с нулевым уклоном поверхности, почва глеевая, оторфованная, высокого уровня плодородия, тип водного питания - атмосферный+грунтовый. Выделенный 3-й рабочий участок занимает площадь 4 га под разравненным кавальером с почвой, аналогичной почве на 1-м участке, но низкого уровня плодородия. Кавальер и его разравнивание обусловлены необходимостью устройства открытого проводящего канала, в который впадают закрытые коллекторы и 1-го рабочего участка.

Каждый из рабочих участков имеет равномерное по площади плодородие почв и их осушение закрытым дренажем в сочетании с агромелиоративными мероприятиями, а по границе - отвод поверхностных вод.

Составляя одно поле севооборота, каждый из трех рабочих участков различается по плодородию почвы и водному режиму, но однороден каждый сам по себе. При этом 2-й рабочий участок с целью охраны природы - сохранения оторфованной почвы используют под культурный сенокос.

При проведении комплексной мелиорации земель на каждом из трех рабочих участков применен дифференцированный подход как к их осушению, так и к выравниванию плодородия почвы, их первичному окультуриванию, в частности и к известкованию. Применен дифференцированный подход и к дальнейшему окультуриванию почв на каждом из трех рабочих участков в процессе их сельскохозяйственного использования.

Создание в составе поля севооборота трех рабочих участков вместо одного позволило создать на каждом отдельно взятом рабочем участке более агрономически однородные условия для выращивания возделываемых культур. На каждом из рабочих участков обеспечен однородный водный режим, однообразие плодородия почв, равномерное созревание урожая. Продуктивность культур в целом на поле севооборота повысилась на 20…22%, что отвечает требованиям внедрения точного земледелия на дренируемых землях. Изложенное обеспечило достижение прогнозируемого технического результата.

Предложенный способ осушения минеральных почв для реализации точного земледелия соответствует генетическим особенностям почв и почвообразующих пород, он адекватен их свойствам и режимам, поэтому и эффективен. Он обеспечивает создание выровненного по площади рабочего участка водного, воздушного, теплового и питательного режимов почвы и получение в конечном итоге равномерно распределенной по площади и одновременно созревающей урожайности.

1. Способ осушения минеральных почв для реализации точного земледелия, включающий осушение массива почв закрытым дренажем, отличающийся тем, что массив почв, намеченный к осушению, мелиорируют в системе комплексной мелиорации агроландшафта отдельными самостоятельными массивами - рабочими участками, входящими в состав поля севооборота, при этом границы рабочих участков устанавливают исходя из предельно допустимой их неоднородности по площади по водному и тепловому режимам и почвенному плодородию: каждый из рабочих участков не менее чем на 90% площади располагают на почве с одним типом водного питания, одной степенью оглеения почвогрунта, одним уровнем плодородия, а почва на каждом из рабочих участков по своему гранулометрическому составу не менее чем на 90% площади относится к одному классу по классификации Н.А. Качинского, при этом не больше 10% площади рабочего участка по окрайкам занимает площадь, относящаяся к соседнему более легкому по гранулометрическому составу классу почвы, на двучленном наносе при средней его мощности не больше 0,7 м разницу в мощности верхнего водопроницаемого слоя наноса по площади рабочего участка допускают не больше 0,2 м и 0,3 м - при средней мощности верхнего слоя 0,7…1,0 м, по границам рабочих участков устраивают отвод поверхностных вод, при этом равномерность осушения почвы рабочего участка по площади обеспечивают посредством дифференцирования параметров дренажа и агромелиоративных мероприятий по его площади, учитывая гранулометрический состав почвогрунта выше линии дрен, строение почвенного профиля, изменение коэффициента фильтрации с глубиной и глубину залегания водоупора, степень оглеения почвогрунта, его пылеватость, степень окультуренности почвы, тип водного питания, условия отвода поверхностных вод, уклон поверхности почвы и ориентацию склона, планируемое использование осушаемых земель, географическое расположение массива осушения и условия производства работ, обеспечивающего качественную укладку дренажа механизированным способом, посредством применения дифференцированной системы окультуривания почвы, в том числе и первичного, обеспечивают после осушения однообразие плодородия почвы по площади рабочего участка, допуская различие по площади рабочего участка в мощности пахотного слоя не больше 2…3 см, по валовому содержанию гумуса - 0,5%, по показателю pH для почв кислых - единица и слабокислых - 0,5, по валовому содержанию фосфора и калия - 1,0%, азота - 0,1%, а по содержанию подвижных элементов питания в допустимых для растения формах - не больше 5…7% (относительных).

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что один рабочий участок размещают на склоне одной или близких экспозиций.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в один рабочий участок не включают осушаемые минеральные и торфяные почвы, а также пойменные почвы с различным сроком поемности.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что размещение полевой дороги, необходимой для эксплуатации рабочего участка, увязывают с расположением как проводящей, так и регулирующей осушительной сети.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что по периметру рабочего участка устраивают поле- или садозащитную лесную полосу.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области сельского хозяйства Нечерноземной зоны для реализации точного земледелия, а также к технологиям комплексной мелиорации агроландшафтов и использования минеральных почв, осушаемых как закрытыми дренами, так и закрытыми собирателями.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для улучшения физико-механических свойств дисперсных грунтов в зоне оползневых склонов возвышенных территорий от большого водонасыщения подземными водами с помощью противофильтрационного вертикального дренажа.

Изобретение относится к комплексной мелиорации агроландшафта и может быть применено для противоэрозионного обустройства пойм с уклонами земель по течению рек, подвергающихся длительным затоплениям.

Изобретение относится к гидротехнической мелиорации и может быть использовано при осушении участков земли со сложным рельефом, а также в горных и предгорных районах.
Изобретение относится к области сельского хозяйства Нечерноземной зоны, а также к технологиям комплексной мелиорации агроландшафтов и использования минеральных почв.

Изобретение относится к комплексной мелиорации агроландшафтов с тяжелыми почвогрунтами и атмосферно-напорно-грунтовым типом водного питания. Мелиоративная система для агроландшафтов с тяжелыми почвогрунтами включает открытый проводящий осушительный канал, закрытый дренаж, оросительную систему и источник водоснабжения хозяйственно-бытовыми водами и водами для орошения сельскохозяйственных культур.

Изобретение относится к технологиям осушения сельскохозяйственных земель Нечерноземной зоны закрытым дренажем и технологиям использования этих земель. Способ включает рыхление дренируемых почвогрунтов на глубину не менее 60 м.

Изобретение относится к мелиорации и может найти применение как при орошении, так и при осушении сельскохозяйственных угодий. Осушительная система включает дрены 1, подводящий коллектор 2 и отводящий коллектор 3, между которыми размещена накопительная емкость 4 с сифоном 5.

Изобретение относится к мелиоративному строительству и может быть использовано при строительстве закрытых собирателей в Нечерноземной зоне, предназначенных для осушения средне- и тяжелосуглинистых и глинистых почвогрунтов как с атмосферным, так и с намывным типами водного питания.

Изобретение относится к устройствам автоматического регулирования уровня грунтовых вод, а также регулирования уровня в рисовых чеках, открытых каналах и водозаборных колодцах осушительно-увлажнительных систем при подпочвенном увлажнении.

Изобретение относится к мелиорации земель и может быть использовано при осушении земель закрытым дренажем и эксплуатации построенных дренажных систем. При этом в первую очередь пластиковые дренажные колодцы могут быть применены на небольших дренажных системах из пластика (фермерские хозяйства, дачные участки, при устройстве пристенного дренажа, дренаже городских территорий и территорий сельских населенных пунктов). Пластиковый дренажный отстойный колодец включает шахту 7, крышку-люк 8, днище-отстойник 1, подводящие воду трубы 9 и отводящую воду трубу 10, расположенные выше дна дренажного колодца. Днище колодца снабжено кольцевым выступом 2, выполненным на внутренней его поверхности на высоте не менее 30 см от дна с возможностью установки на нем съемного пластикового лотка 3 с ободом, на котором шарнирно закреплена ручка 5 с возможностью подхвата ее крюком штанги для подъема лотка с осадком на поверхность почвы 12. Лоток 3 в верхней его части снабжен равномерно распределенными по боковой поверхности отверстиями 6 для слива осветленной отстоявшейся воды. Входящие в колодец трубы 9 и выходящая из него труба 10 подключены к шахте 7 при перепаде уровней верха труб 5 см. Предложенный пластиковый дренажный отстойный колодец с небольшой трудоемкостью может быть очищен от наносов, что обеспечит его надежную работу и нормативный срок действия дренажной системы из пластиковых материалов. 1 ил.

Изобретение относится к мелиорации засоленных земель и может быть использовано для очистки от отложения солей в дренах-распределителях. Способ промывки засоленных земель содержит источник 1, распределитель 2, водовыпуск 3, верхний ярус дрен-увлажнителей 4, объединенных трубопроводом-собирателем 5, нижний ярус дрен-осушителей 7, дрены-распределители 6, размещенные между ярусами дрен параллельно дренам-увлажнителям 4 и подключенные к трубопроводу-собирателю 5, коллектор 8 с обратным клапаном. Дрены-распределители 6 имеют дополнительные смотровые колодцы 9, в которые вводят вертикальные напорные трубы для подачи воды и одновременно сжатого воздуха после прекращения рассоления верхнего слоя почвы с последующей промывкой дрен-распределителей 6. Напорную трубу снабжают эжектором, активное сопло которого подсоединяют к камере смешения, ориентированной выходным участком вдоль потока воды. Вторая камера смешения выполнена диффузором, один конец которой соединяют с первой камерой смешения, второй - с дреной-распределителем соединяют под углом к ней в сторону коллектора. К эжектору с первой камерой смешения подсоединяют воздушную трубку. Обратные клапаны устанавливают на конце трубопровода подачи воды и на конце трубки подачи сжатого воздуха. Верхнюю часть воздухоподающей трубки сообщают с источником сжатого воздуха. При заполнении дрен-распределителей 6 напорной водой с находящимся там под большим давлением воздухом смываются все соли, т.е. от истока до устья исключается образование пробок в дренах и заохривание. Такое устройство для получения в движении водно-воздушного солевого потока заполняет все сечение дрены по длине. Ускоряется процесс очистки при промывке и увеличивается срок службы дренажа путем воздействия водно-воздушной смеси на отложения на протяжении всего периода эксплуатации. Способ имеет повышенную эксплуатационную надежность. 3 ил.
Изобретение относится к области экологии и охраны окружающей среды и может найти применение при понижении уровня грунтовых вод в заселенной местности на берегах равнинных рек. Способ заключается в том, что создают общую дренажную сеть каналов для всей площади заселенной территории на нижней окраине населенного пункта по понижению рельефа местности береговой зоны, в которой формируют дренажные каналы глубиной 2-3 метра, поперечные течению основного русла реки, и располагают параллельно друг другу на расстоянии несколько сотен метров. Создание каждого последующего канала выбирают с использованием (пониженных) отрицательных форм рельефа ближе к руслу реки. Соединение всех образованных дренажных каналов осуществляют за счет общего поперечного канала, проходящего по их краям от первого до последнего, который направляется в русло реки. Технический результат - повышение эффективности способа, расширение площади понижения уровня грунтовых вод.

Изобретение относится к водоснабжению из подземных источников и касается, в частности, сооружений для забора подземных родниковых вод, используемых в питьевых целях, и регенерации фильтрующего элемента из системы забора воды. Гидротехническое сооружение содержит установленный в водоносном пласту 1 резервуар 2 с донным фильтром 3, имеющим засыпку 4, и определителем 5 уровня воды 6, насос 7 с всасывающим шлангом 8 для откачивания подземной воды, емкость 9 для сбора и расхода родниковой воды, сообщенную с всасывающим шлангом 8 насоса 7, и систему трубопроводов. Кроме того, оно дополнительно содержит сифон 11, сообщающий первый 2 и второй 10 резервуары. Колено сифона 11 выполнено не выше верхней стенки первого резервуара 2, соответствующей критическому наполнению родниковой воды. В наивысшей точке сифона 11 с внутренней стороны установлен обратный клапан 12 с воздушной трубкой 13, проходящей через отверстие в крышке 14 резервуара 2. Обратный клапан 12 создает импульсное движение воды в сооружении. Второй резервуар 10 оснащен средством в виде сточной трубы 15, обеспечивающим свободное перетекание подземной воды в природный водоем. Входной оголовок 16 сточной трубы 15 снабжен козырьком 17. Всасывающий шланг 8 насоса 7 размещен во втором резервуаре 10. Резервуары 2 и 10 расположены в последовательном порядке и снабжены гидроизоляционным слоем 21 необходимой высоты. Технический результат заключается в простоте и надежности конструкции, а также в автоматической промывке поверхности донного фильтра, размещенного в первом резервуаре, и получение при этом чистой воды. Применение изобретения снижает ручные трудоемкие затраты на очистку фильтра и резервуаров от осевшего осадка для различных химических соединений, находящихся в подземной родниковой воде. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к строительству и к гидромелиорации и может быть использовано для осушения сельскохозяйственных полей, подземных частей зданий и сооружений, замкнутых впадин и местных понижений. Способ осушения замкнутых понижений рельефа включает дренирующие элементы 2, заложенные на меньшей глубине и выполненные в виде ложбин с зеленой зоной, которые в устье снабжают дренирующими водоприемниками 3, соединенными посредством трубопроводов 4 с коллектором 1. После прокладки открытого коллектора 1 устанавливают зону возможного подпора от коллектора 1 и укладывают трубопровод 4 с уклоном не менее 0,002 с размещением водоприемника 3, также равного уклону трубопровода 4. В водоприемниках 3 размещены в ряд полиэтиленовые перфорированные вертикальные трубки 6 с заглушками 7 в верхней части, с расположением верха фильтрующей засыпки выше ожидаемого уровня подпора 5 при засыпке фильтрующего материала 8, заполняя пространство между перфорированными трубками 6 с заглушками 7. Объем каждой трубки пропорционален длине участка ложбины от устья к истоку. Используют перфорированные вертикальные трубки с повышенной пропускной способностью с входными отверстиями, площадь которых не менее 15 см2 на одном метре. Технический результат - увеличение водоприемной способности и эксплуатационной надежности дренирующих водоприемников при перетоке воды из ложбин в трубы. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области осушения сельскохозяйственных земель и может быть использовано при осушении строительных площадок. Дренажное устройство слабопроницаемого грунта содержит вертикальную перфорированную трубу 1, снабженную просверленными конусными отверстиями 2, меньшее основание которых направлено вовнутрь трубы 1. С двух сторон относительно вертикальной трубы 1 выполнены дополнительные V-образной формы фильтрующие трубы 3, которые соединены в нижней части ее основания в узле сопряжения с дреной 6. Дополнительные V-образной формы фильтрующие трубы 3 имеют дырчатые отверстия 4, просверленные наклонно к основанию подошвы пахотного слоя 5. Водозаборная приемная часть дрены 6 в узлах сопряжения с трубами 1 и 3 приобретает площадь, большую, чем выход из цилиндрической вертикальной трубы. Происходит соударение потоков и они гасятся, уменьшается удельное давление на дно дрены. Повышается интенсивность отвода избыточных поверхностных и почвогрунтовых вод, улучшается мелиоративное состояние почвы путем увеличения общего притока воды в область фильтрующей трубы. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при устройстве дренажа на мелиорируемых землях. Способ регулирования уровня воды устья дренажного коллектора заключается в том, что со стороны верхнего бьефа открытого канала 1 вводят насадок 2 с соплом, закрепленный одним концом с напорным шлангом 3, по которому подают воду под давлением. Сопло насадка 2 размещают внутри с зазором в цилиндрическом корпусе 4. Корпус 4 представляет собой камеру смешения с активным соплом 5 для подвода активной жидкой среды и пассивной жидкой среды, выход которой снабжен горизонтальным патрубком 6 с диффузором 7. Вход устьевой трубы 8 с пассивной жидкой средой подключен к корпусу 4 тангенциально. Изобретение повышает осушительное действие, производительность и надежность устья дренажного коллектора. 1 ил.

Изобретение относится к комплексной мелиорации агроландшафтов гумидной зоны с использованием закрытого дренажа. Устье дренажного коллектора включает открытый канал 1 и присоединенную к коллектору 2 устьевую трубу 3 с устройством для сброса воды в виде дополнительной трубы 7 с водонепроницаемыми стенками. Конец устьевой трубы 3 снабжен задвижкой 6 и криволинейным козырьком 4, направленным в сторону размещения решетки 5, выполненной куполообразной формы. Дополнительная труба 7 установлена в одной вертикальной плоскости с устьевой трубой 3. Дополнительная труба 7 в начале присоединена к устьевой трубе 3 в нижней ее части на границе с трубой закрытого коллектора 2. Дополнительная труба 7 в конце выполнена изогнутым концом вверх со съемным соплом 8, размещенные внутри колодца 9 и направленные в сторону внутренней плоскости куполообразной формы решетки 5, которая одним концом шарниром 11 соединена со стенкой колодца 9. Колодец 9 врезан в дно открытого канала 1, а боковые стенки его выполнены выпускными отверстиями 10. Решетка 5 свободным концом снабжена загнутой пластиной 12, к которой закреплен привод 13 к барабану 14, установленному на берегу канала 1. Изобретение значительно повышает надежность работы устройства и снижает эксплуатационные затраты, связанные с очисткой колодца и решетки. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к осушительной мелиорации, в частности к осушению переувлажненных почв. Дренажное устройство включает коллектор 1 и устье 2 коллектора, соединенные между собой посредством V-образного патрубка 3. Патрубок 3 установлен коленом вниз. К нижней части патрубка 3 присоединен трубчатый отвод 4. На конце трубчатого отвода 4 установлен клапанный затвор 5 с горизонтальной осью вращения, который неподвижно закреплен к рычагу 6. Рычаг 6 клапанного затвора 5 прикреплен к нижнему концу жесткой тяги 13, которая верхним концом закреплена на одном из рычагов трехзвенного шарнирно-рычажного механизма. Одно плечо шарнирно-рычажного механизма закреплено на вертикальной стойке 10, соединенной с устьем 2 коллектора 1. На другом плече шарнирно-рычажного механизма свободно подвешена управляющая емкость-противовес 19, в которой соосно размещена поплавковая камера 21. Емкость-противовес 19 сообщена с концом трубчатого отвода 4 через отверстие 33 с гибкой трубкой 34, подсоединенной к впускному патрубку 35 - датчика наносов, с вентилем 36. Поплавковая камера 21 через гибкую трубку 39 сообщена с коллектором 1 перед V-образным патрубком 3. Устье 2 коллектора содержит дополнительно клапанный затвор 8, закрепленный посредством шарнира 17 со второй жесткой тягой 16. Вторая жесткая тяга 16 верхним концом соединена с рычагом 12 трехзвенного шарнирно-рычажного механизма со стороны плеча рычага, закрепленного к стойке 10. Использование изобретения позволит автоматизировать процесс регулирования и быстродействие в работе. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к мелиорации земель и может быть использовано для разбавления животноводческих стоков дренажной водой, где проводят удобрительные поливы и осушение земель. Система содержит источник подачи жидких удобрений 1, самотечный закрытый трубопровод, разделенный на две части: на подводящую 3 и отводящую 4 части трубопровода. В конце отводящей 4 части трубопровода размещена стокоприемная камера 5 с перекачивающей насосной станцией 6. Насосная станция 6 обеспечивает забор и подачу в закрытый магистральный трубопровод 7 и далее в закрытые распределительные трубопроводы 9 и 10 расчетного расхода разбавленных дренажными водами стоков. Земледельческие поля орошения снабжены закрытыми поливными трубопроводами 11, 12 со стояками-гидрантами 14 для дождевальной техники 15. Закрытые поливные трубопроводы 11 и 12 имеют концевые сбросные колодцы 17 с задвижками 18, соединенные с замкнутым открытым каналом 19. Кроме того, эти поля также снабжены осушительной дренажной сетью 20, подсоединенной к закрытым коллекторам 21 со сбросными колодцами 22 с задвижками 23. Закрытые коллекторы 21 устьями соединены также с замкнутым открытым каналом 19, который с помощью передвижной насосной станции 25 связан с прудом-накопителем 24 дренажных вод. Пруд-накопитель 24 расположен на берегу открытого канала. С пруда-накопителя 24 дренажная вода по напорному трубопроводу 26 подается в узел 28 водораспределения и разбавления стоков, расположенный между подводящей 3 и отводящей 4 частями самотечного закрытого трубопровода, транспортирующего животноводческие стоки в сторону стокоприемной камеры 5, которая размещена в насыпи и выше перекачивающей насосной станции 6. Узел 28 водораспределения и разбавления стоков состоит из последовательно расположенных камеры с эжектором и жидкостного диффузора, установленного на самотечном закрытом трубопроводе со стоками перед стокоприемной камерой 5 с перекачивающей насосной станцией 6 и связанного посредством двухфазного сопла с подводящим участком 3 самотечного трубопровода, подающего стоки. Активное сопло эжектора подсоединено к напорному трубопроводу с дренажной водой, а пассивное - посредством отвода к сепаратору. Такая конструкция позволит повысить эффективность использования дренажных вод для разбавления животноводческих стоков, снизить энергетические затраты на удобрительные поливы земледельческих полей орошения и улучшить экологическую обстановку. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх