Способ самополивного внутрипочвенного орошения атмосферной парообразной влагой при выращивании зерновых культур

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано для внутрипочвенного увлажнения при выращивании зерновых культур. Способ самополивного внутрипочвенного орошения атмосферной парообразной влагой при выращивании зерновых культур включает посев зерновой культуры вдоль кулис из многолетних бобовых трав. Одновременно параллельно прокладывают горизонтальные подпочвенные воздуховоды. Обеспечивают вертикальные конвекционные каналы. Каналы соединяют подпочвенный воздуховод с атмосферой. Стенки подпочвенных воздуховодов и вертикальных конвекционных каналов уплотняются во время их прокладки. Обеспечивают влагоотводящие отверстия на дне воздуховода. Создают мульчированный слой на поверхности почвы. Мульчированный слой дополняет термоизоляционный буфер из затеняющих бобовых трав. Обеспечивается повышение урожайности зерновых культур в засушливых районах. Предотвращается перегрев почвы и испарение влаги. Предотвращается водная эрозия и дефляция почвенного покрова. 3 ил.

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для внутрипочвенного увлажнения при выращивании зерновых культур влагой, сконденсированной из атмосферного воздуха.

Известен способ конденсации парообразной влаги в почве, включающий прокладку на нижней границе плодородного слоя почвы системы кротовых дрен, отсыпку последовательных слоев галечника и песка на поверхность почвы и высадку древесно-кустарниковых насаждений (АС СССР №1732829, А01В 79/02, 1992).

К недостаткам описанной технологии относятся недолговременное функционирование системы кротовых дрен, которая будет разрушаться корнями древесно-кустарниковых насаждений, и невозможность ее повторной прокладки (обновления) из-за отсыпанного слоя галечника крупной фракции и стволов деревьев. По этой же причине эта методика категорически неприменима к выращиванию зерновых культур.

Также известен способ создания пролонгированного кулисного пара, включающий посев растений в виде полос перпендикулярно вектору стока, в котором в качестве растений для создания кулис используют многолетние бобовые травы, высеваемые под покров ярового ячменя, а зерновую культуру высевают по кулисному пару под углом 90°, или 75°, или 45°, или 35° к кулисам из бобовых трав (RU, патент №2260929 С2, МПК А01В 79/02 (2000/01). Способ создания пролонгированного кулисного пара / Н.А. Зеленский (RU), Е.П. Луганцев (RU), М.В. Орешкин (RU). - заявка №2003131217/12; заявлено 23.10.2003; опубл. 27.09.2005, Бюл. №27 // Изобретения. Полезные модели. - 2005. - №27).

Недостатком описываемого способа является то, что посев зерновых культур под каким-либо углом к кулисам из бобовых трав неприменим к предлагаемому способу орошения, в котором подпочвенные воздуховоды должны быть строго параллельны как кулисам, так и рядкам зерновых культур, что позволяет предотвратить их несвоевременное разрушение корнями растений.

Наиболее близким по технической сущности (прототип) является способ орошения атмосферной парообразной влагой, включающий высадку деревьев и прокладку подпочвенных воздуховодов, периодически соединяющихся восходящими каналами с атмосферой, в котором подпочвенные воздуховоды выполняют в виде почвенных щелей, заполненных камнем, закрытых пленкой и засыпанных почвой, восходящие каналы, также заполненные камнем до поверхности почвы, чередуют с солнечной и теневой сторонами деревьев, определяемых по наибольшему суточному интервалу времени (RU, патент №2337525 С1, МПК A01G 25/00 (2006/01). Способ орошения парообразной атмосферной влагой (варианты) / В.А. Демин (RU), В.И.Овцинов (RU). - заявка №2007103442/12; заявлено 29.01.2007; опубл. 10.11.2008, Бюл. №31 // Изобретения. Полезные модели. - 2008. - №31).

Недостатком данного способа является то, что создание воздуховодов путем прокладки траншей приведет к разрушению естественных почвенных горизонтов и изменению структурных характеристик почв. Засорение щелей и пространств между камнями вследствие заиления неизбежно, что приведет к снижению интенсивности воздухообмена между атмосферой и почвой, в итоге способ станет неэффективным. Более того, система воздуховодов трудно возобновляема, ее повторная прокладка невозможна без значительного разрушения почвенных горизонтов и повышенных трудозатрат. К тому же описанный способ способствует интенсивному засорению почв непосредственно в районах создания траншей крупным каменистым материалом и пленкой, что отразится на водном режиме почв, процессах гумификации, жизнедеятельности аэробных микроорганизмов. Данный способ требует высоких трудовых и материальных ресурсов, а следовательно, приведет к значительным производственным затратам. Кроме того, описанный способ малоприменим к выращиванию зерновых культур, т.к. их корни недостаточно обширны, чтобы дотянуться до влаги вблизи воздуховода, а посев непосредственно над воздуховодом неприемлем в силу того, что пленка над слоем камня перекроет доступ корней к влаге.

Предлагаемый способ самополивного внутрипочвенного орошения атмосферной парообразной влагой зерновых культур основан на минимальном механическом воздействии относительно почвенных горизонтов, что способствует сохранению естественных физических процессов, протекающих в них. При этом отсутствует любое засорение почв, т.к. нет необходимости во внесении каких-либо инородных материалов в воздуховоды или на поверхность почвы. Это положительно влияет и на производственные затраты. Система подпочвенных воздуховодов достаточно проста и поэтому легко обновляема, что позволяет ежегодно использовать данный способ с высокой эффективностью.

Техническим результатом, получаемым от использования изобретения, является повышение урожайности зерновых культур в засушливых природных районах путем увлажнения корнеобитаемого слоя почв влагой, сконденсированной из атмосферного воздуха, обеспечения охраны почв от перегрева и испарения влаги в летнее время года, предотвращения водной эрозии и дефляции почвенного покрова.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе самополивного внутрипочвенного орошения атмосферной парообразной влагой при выращивании зерновых культур высев зерновой культуры осуществляют в межкулисье параллельно рядкам затеняющих бобовых трав с одновременной прокладкой вдоль вектора высева отдельных полых цилиндрических подпочвенных воздуховодов с уплотненными стенками диаметром 5 см, перфорируют вертикальные полые конвекционные каналы диаметром 3 см, соединяющие подпочвенный воздуховод с атмосферой, создают влагоотводящие отверстия на дне воздуховода, формируют над воздуховодом прикатанные вытянутые канавки и накрывают поверхность почвы мульчированным слоем из пожнивных остатков предшествующей культуры.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен предлагаемый способ самополивного внутрипочвенного орошения парообразной влагой зерновых культур в поперечном разрезе, на фиг. 2 - в продольном разрезе, на фиг. 3 показана последовательность воздействий специального агрегата на почву при посеве зерновых культур и прокладке воздуховодов.

Система имеет подпочвенные воздуховоды 1, сообщающиеся с атмосферой через вертикальные конвекционные каналы 2, влагоотводящие отверстия 3 (уровень Б), термоизоляционный буфер (уровень А), состоящий из кулис многолетних бобовых трав 4, зерновых культур 5 и слоя мульчи 6.

Способ осуществляется следующим образом. В подпочвенные воздуховоды 1 через вертикальные конвекционные каналы 2 под действием атмосферного давления нагнетается теплый воздух 7, приносящий в своем составе парообразную влагу. При этом он будет подвергнут постоянной циркуляции в воздуховодах по причине колебания атмосферного давления вследствие перемещения воздушных масс, суточного колебания их температур и периодической смены температурных экстремумов. Процесс взаимодействия теплого воздуха с уплотненными стенками подпочвенного воздуховода, которые имеют более низкую температуру благодаря термоизоляционному буферу (уровень А), будет способствовать конденсации на них частичек влаги 8. Образованные капли воды будут скатываться на дно воздуховода и пропитывать почву 9 непосредственно вблизи корневых систем зерновой культуры. Влагоотводящие отверстия 3 предназначены для интенсификации слива излишков влаги из воздуховода 1, что предотвратит преждевременное разрушение его стенок. Мульча 6 в канавках 10 играет роль воздушного фильтра и оберегает вертикальные конвекционные каналы 2 от механического засорения, что позволит продлить функционирование системы.

Посев зерновой культуры и прокладку подпочвенных воздуховодов и вертикальных конвекционных каналов осуществляют специальным агрегатом, работающим со следующей последовательностью:

a. Прокладка подпочвенных воздуховодов 1 диаметром 5 см в корнеобитаемом слое почвы на глубине 40-50 см в междурядье многолетних бобовых трав 4 шириной 70-80 см с одновременным прямым посевом семян зерновой культуры 11 с шириной междурядий 10-11 см на глубину 6-8 см со стартовой дозой минеральных удобрений.

b. Уплотнение разрыхленной почвы прикатывающим колесом шириной 13-14 см с выпуклой шиной, после чего образуются вытянутые прикатанные канавки 10 глубиной 2-3 см.

c. Создание через каждый метр по направлению движения агрегата вертикальных конвекционных каналов 2 диаметром 3 см и влагоотводящих отверстий 3 вращающимся буром.

d. Равномерное распределение мульчи 6 между кулисами бобовых трав 4.

Чтобы стенки воздуховода 1 были наиболее прочными и теплопроводными, его создание осуществляют рабочим органом «крот», работающим по плунжерному гидравлическому принципу, который мелкими ударными горизонтальными воздействиями своего конусообразного наконечника пробивает почву и уплотняет стенки воздуховода.

Для того чтобы прорезь 12, оставленная ножом «крота», уплотнилась и исчезла, а подпочвенный воздуховод 1 при этом не разрушился, прикатывающее колесо должно конструктивно находиться над задней частью рабочего органа «крот».

При создании слоя мульчи 6 пожнивные остатки растений сильно не измельчаются и должны быть достаточно крупных размеров, чтобы не перекрыть полностью вход в конвекционный канал 2 и не препятствовать проникновению воздуха в воздуховоды 1.

В весенний и летний периоды поле обрабатывается гербицидами для замедления роста бобовых трав, которые должны занять нижний ярус и целиком прикрыть почвенный покров, оберегая его от перегрева, испарения влаги, водной эрозии и дефляции и обогащая ее азотом.

Главной задачей подпочвенных воздуховодов 1 является обеспечение влагой зерновой культуры в период от весеннего отрастания до колошения (50-60 дней), когда она расходует до 70% всей влаги. Созданная плотность стенок воздуховодов должна обеспечить их сохранность в течение этого промежутка времени, после чего необходимость в них отпадает. Чтобы исключить внешнее механическое воздействие на воздуховоды, всю необходимую процедуру по внесению минеральных удобрений и гербицидов на поле после их прокладки следует проводить воздушным способом или заблаговременно предусмотреть сквозные проезды для хода опрыскивателей с широким охватом.

После уборки зерновой культуры под действием тяжелой уборочной техники подпочвенные воздуховоды 1 и конвекционные каналы 2 разрушатся полностью. Цикл замкнется. Следующий посев и прокладку подпочвенных воздуховодов можно осуществлять в течение 2-3 лет до изреживания кулис из многолетних бобовых трав на 45-55%, когда их затеняющая способность значительно снизится, после чего поле отводят под пар.

Технический результат способа самополивного внутрипочвенного орошения атмосферной парообразной влагой зерновых культур заключается в повышении урожайности зерновых культур в районах с засушливыми природными условиями путем увлажнения корнеобитаемого слоя почв влагой, сконденсированной из атмосферного воздуха. Кроме этого, предлагаемый способ позволяет:

- стабилизировать водный и температурный режимы почв;

- снизить риск почвенной засухи;

- увлажнить почву непосредственно вблизи корневой системы культур и использовать влагу без потерь;

- предотвратить смыв и дефляцию почвенного покрова;

- исключить необходимость внесения азотных минеральных удобрений;

- увеличить объем почвы, где обитают аэробные микроорганизмы, приводящие к активному разложению органики и гумификации;

- преимущественно сохранить естественную структуру почвенных горизонтов;

- использовать технологии прямого посева.

Способ самополивного внутрипочвенного орошения атмосферной парообразной влагой при выращивании зерновых культур, включающий высадку кулис из многолетних бобовых трав, посев в межкулисье зерновых культур, прокладку подпочвенных воздуховодов, периодически соединяющихся восходящими каналами с атмосферой, отличающийся тем, что подпочвенные воздуховоды выполняют в виде отдельных полых цилиндрических кротовых дрен с уплотненными стенками диаметром 5 см, проложенных параллельно посевам зерновых культур и кулисам из бобовых трав, а восходящие каналы выполняют в виде полых вертикальных отверстий диаметром 3 см, на дне воздуховода создают влагоотводящие отверстия, на поверхности непосредственно над воздуховодом формируют прикатанные вытянутые канавки, почву между кулисами из бобовых трав вместе с канавками укрывают мульчей из пожнивных остатков предшествующих культур.



 

Похожие патенты:

Предложен способ конденсации парообразной влаги атмосферы в почве. Способ предполагает, что после посадки саженца вокруг него создается каменный курган, сопряженный с сетью траншей и ям, заполненных каменным материалом.

Изобретение относится к области мелиорации и может быть использовано для орошения сельскохозяйственных культур. Система капельного орошения включает водоисточник с пойменным участком, перегораживающую дамбу, кольцевые дрены с общим коллектором.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при орошении сельскохозяйственных культур с использованием дренажных свиноводческих стоков.

Изобретение относится к сельскохозяйственному производству, в частности к овощеводству, и может применяться в специализированных и фермерских хозяйствах, также на приусадебных и дачных участках при возделывании овощных и бахчевых культур как в открытом, так и в закрытом грунте.

Изобретение относится к технике полива мелкодисперсным и капельным дождеванием и может быть использовано в дождевальных машинах и установках для орошения. Дождевальная дефлекторная насадка состоит из корпуса с резьбой и конического дефлектора.

Изобретение относится к технике полива дождеванием и может быть использовано в дождевальных машинах и установках для орошения сельскохозяйственных культур. Дождевальная дефлекторная насадка содержит корпус с выходным отверстием и резьбой для присоединения.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, мелиорации и может быть использовано для проведения лабораторно-полевых опытов по изучению безнапорной водопроницаемости почв.

Система биоинтенсивного орошаемого земледелия включает стационарные грядки, траншеи посередине грядок, заполненные растительными остатками, поливные борозды, систему с переносными трубопроводами для полива по бороздам, туманообразующие установки с генератором омагниченной и электризованной воды, участки полива которых ограничены ветрозащитными экранами.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к плодоводству и пчеловодству. Способ включает посадку саженцев сорта Голден Делишес на подвое М9, посадку деревьев по схеме, капельный полив в вегетационный период при поддержании предполивного порога влажности почвы в расчетном слое на уровне 80%, минеральное питание в вегетационный период, вносимое путем фертигации, и влагозарядковый полив.

Система лиманного орошения размещена в замкнутом понижении рельефа местности, включает ряд земляных водоудерживающих валов (дамб) с водопропускными регулирующими сооружениями, разделяющих общую территорию системы на отдельные ярусы, и источник подачи воды.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для оценки опасности водной эрозии почв. Способ оценки эрозионной опасности дождя на орошаемых участках, обработанных раствором гербицида глифосат, включает создание капельного потока воды, торможение капель дождя в среде поровой жидкости, измерение в ней давления и оценку эрозионной опасности по средней величине давления в поровой жидкости. При этом в поровую жидкость вводят раствор гербицида глифосат в концентрации 2-6%, затем тормозят в поровой жидкости капли дождя, измеряют давление в поровой жидкости и по его величине оценивают эрозионную опасность дождя. Изобретение обеспечивает расширение функциональных возможностей способа за счет возможности контроля эрозионной опасности дождя на орошаемых участках, обработанных раствором гербицида глифосат. 1 табл., 1 пр.

Изобретение относится к области ирригационных устройств и может применяться для полива в сельском или лесном хозяйстве. При осуществлении способа пошаговой ирригации поворачивают стационарную поливочную головку на заданный угол. Поворот осуществляют только в момент включения и выключения полива. Обеспечивается надежность и компактность дождевателей. Достигается возможность сокращения числа дождевателей без потери качества дождевания. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Лизиметр // 2642261
Изобретение относится к приборам, применяемым в сельском хозяйстве при балансовых исследованиях на мелиорируемых землях, в частности для определения инфильтрации поливных, талых и дождевальных вод. Лизиметр включает емкость (1) с монолитом почвы, сообщающуюся с вертикально установленной емкостью (6), поддон (5) и элементы контроля уровня воды. Вертикально установленная емкость (6) разделена на измерительную емкость (9) и дренажный колодец (10) перегородкой (8), в средней части которой выполнено отверстие (11) в виде проема, перекрываемого щитком (12). Щиток (12) снабжен устройством для сброса воды в виде сифона (15), нисходящая ветвь которого выведена в дренажный колодец (10) в сторону оголовка отводящего закрытого коллектора. Сифон (15) закреплен внутри отверстия в щитке (12), выполнен с возможностью вертикального фиксированного перемещения относительно проема (11) в перегородке (8). Вертикально установленная емкость (6) сообщена гидравлически с поддоном (5) емкости (1) с монолитом почвы. При этом лизиметр снабжен дренажной трубкой (16) с регулируемым клапаном (18), один конец которой герметично пропущен через щиток (12) в нисходящую ветвь сифона (15) и направлен вверх к его колену, а второй - в мерную емкость (9) и расположен ниже восходящей ветви сифона. Восходящая ветвь (23) устройства в виде сифона (15) снабжена Г-образным рычагом (22), в средней части которого шарнирно закреплен двуплечий рычаг (19), на одном плече которого закреплен запорный орган (17), а на другом плече - поплавок (20). Изобретение обеспечивает удобство и бесступенчатость регулирования параметров работы лизиметра для каждой взятой сельскохозяйственной культуры и программы сброса воды в дренажный колодец, повышает точность расчета режима орошения и позволяет расширить область применения для учета воды при поливе или дождевании. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Группа изобретений относится к системам программного управления оросительной системы. Система управления дождеванием для дождевальной установки (12) с системой (14) программирования выполнена с возможностью определять площадь (16) дождевания дождевальной установки (12) с помощью карты (18) области. Система (14) программирования предусмотрена для того, чтобы автоматически преобразовывать геометрические данные карты (18) области в параметры (22) управления дождеванием управляющего устройства (24) дождевальной установки (12). Также заявлены устройство дождевания с дождевальной установкой и системой управления дождеванием и способ определения площади дождевания и/или области дождевания с помощью системы управления дождеванием. Технический результат изобретения заключается в повышении точности определения площади дождевания. 3 н. и 18 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к контролю качества и экологической безопасности почвы и почвенного покрова на изучаемой территории водозащитной полосы прибрежного ландшафта малой реки. Для этого собирают пробы для анализа почвы на прибрежной пойме. Способ включает определение места отбора проб почвы, указывая координаты точек взятия проб почвы. Координатную сетку принимают вдоль линии уреза водной поверхности малой реки с нелинейной координатой вдоль течения реки, при этом поперечные створы измерений на этой координатной сетке располагают перпендикулярно линии уреза водной поверхности малой реки, на створах измерений на каждой площадке в ее центре располагают по крайней мере одну точку взятия пробы почвы, при этом точки взятия проб для анализа почвы на каждом створе измерений располагают через расстояние не менее 10 м в количестве не менее 10 штук до границы водоохранной зоны малой реки, а затем расстояния и высоты от линии уреза воды до второй и последующих точек взятия проб уточняют вдоль линии уреза водной поверхности малой реки. Изобретение обеспечивает расширение функциональных возможностей и повышение точности определения свойств почвы на территории прибрежного ландшафта в пределах водоохраной зоны малой реки при изучении рельефа сельскохозяйственных угодий, расположенных рядом с водоохраной зоной малой реки. 4 з.п. ф-лы, 1 табл., 8 ил., 1 пр.

Лизиметр // 2646868
Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано для определения инфильтрации поливных, талых и дождевальных вод. Лизиметр включает емкость с монолитом почвы и дном-фильтром. В почве расположен датчик влажности. Дно-фильтр выполнено из уложенного на сетку поверх поддона геотекстильного материала. Поддон гидравлически сообщен с вертикально установленной емкостью, которая разделена на измерительную емкость и дренажный колодец перегородкой. В средней части перегородки выполнено перекрываемое щитком отверстие. Щиток снабжен сифоном для сброса воды. Нисходящая ветвь сифона выведена в дренажный колодец. Колено сифона закреплено внутри отверстия в щитке. Щиток выполнен с возможностью вертикального перемещения относительно проема в перегородке. В измерительной емкости сифон содержит на гребне воздушный патрубок с корпусом. В корпусе размещен двухклапанный запорный орган в виде двух конусов. Конусы размещены в верхней и нижней частях корпуса и соединены друг с другом стержнем. Конусы соединены шарнирно-рычажным приводом с поплавком. Обеспечивается эффективность работы лизиметра в автоматическом режиме, повышается точность расчета орошения и расширяется область применения для учета воды при поливе или дождевании. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано для внутрипочвенного увлажнения при выращивании зерновых культур. Способ самополивного внутрипочвенного орошения атмосферной парообразной влагой при выращивании зерновых культур включает посев зерновой культуры вдоль кулис из многолетних бобовых трав. Одновременно параллельно прокладывают горизонтальные подпочвенные воздуховоды. Обеспечивают вертикальные конвекционные каналы. Каналы соединяют подпочвенный воздуховод с атмосферой. Стенки подпочвенных воздуховодов и вертикальных конвекционных каналов уплотняются во время их прокладки. Обеспечивают влагоотводящие отверстия на дне воздуховода. Создают мульчированный слой на поверхности почвы. Мульчированный слой дополняет термоизоляционный буфер из затеняющих бобовых трав. Обеспечивается повышение урожайности зерновых культур в засушливых районах. Предотвращается перегрев почвы и испарение влаги. Предотвращается водная эрозия и дефляция почвенного покрова. 3 ил.

Наверх