Способ определения поливной нормы при капельном поливе растений

Изобретение относится к области мелиорации земель и предназначено для определения поливной нормы при капельном орошении растений. Определяют поливную норму при капельном поливе растений. Инструментально определяют плотность сложения увлажняемого слоя почвы, наименьшей влагоемкости промачиваемого почвенного слоя, предполивной влажности почвы. Рассчитывают поливную норму, при выдаче которой обеспечивается формирование единичного контура увлажнения с заданной глубиной увлажнения слоя почвы и с требуемым уровнем постполивной влажности. Предусматривают инструментальное определение среднего по увлажняемому слою почвы содержания глинистых частиц, средней скорости впитывания воды в почву за первый час полива. Учитывают влияние инструментально определенных почвенных факторов при расчете поливной нормы на одну капельницу, который производится по зависимости:

где (Nпол)кап - поливная норма на одну капельницу, м3/кап.; - средняя по глубине увлажняемого слоя плотность сложения почвы, т/м3; hкон - требуемая глубина контура капельного увлажнения почвы, м; Wг/ч - среднее по увлажняемому слою почвы содержание глинистых частиц, % МСП; WHB - влажность увлажняемого слоя, соответствующая наименьшей влагоемкости почвы, % МСП; - средняя скорость впитывания воды в почву за 1-й час полива, мм/мин; - осредненное по объему контура увлажнения значение влажности почвы в постполивной период, % МСП; - средняя дополивная влажность почвы в пределах увлажняемого почвенного слоя - профиля, % МСП. Не предусматривают последующее проведение опытных измерений для постполивного уточнения предварительно рассчитанной поливной нормы. Обеспечивается дозированная подача поливной воды, объем которой позволяет в определенных и технологических условиях капельного полива сформировать в подкапельном почвенном пространстве единичный контур капельного увлажнения с заданной глубиной увлажнения слоя почвы и с определенным уровнем постполивной влажности внутриконтурного пространства.

 

Изобретение относится к области мелиорации земель и предназначено для определения поливной нормы при капельном орошении растений.

Известен способ определения поливных норм при капельном орошении (Храбров, М.Ю. Расчет распространения влаги в почве при капельном орошении / М.Ю. Храбров // Мелиорация и водное хозяйство. - 1999. - №4. - С. 34-35), включающий получение и использование опытных данных по определению объемной массы расчетного пахотного слоя почвы, влажности слоя при наименьшей влагоемкости, предполивной влажности и глубины увлажнения и расчет поливной нормы:

- для средних и тяжелых почв по формуле:

где m - поливная норма, м3/га; - объем контура увлажнения, формирующегося под капельницей в форме шарового сектора, м3; Rш.с. - радиус шарового сектора, м; Н - высота шарового слоя (высота увлажняемого контура), м; γ - плотность сложения почвы, т/м3; βн.в. - влажность почвы, равная наименьшей влагоемкости, % от массы сухой почвы (% МСП); βп.в. - средняя по увлажняемому слою предполивная влажность, % МСП;

- для легких почв по зависимости:

где Н - высота контура увлажнения в форме усеченного конуса, м; Rу.к. и rу.к. - радиусы оснований усеченного конуса, м; - объем контура увлажнения в форме усеченного конуса, м3.

Недостатками известного способа определения поливных норм при капельном орошении являются: 1) отсутствие рекомендаций по определению значений Rш.с., Rу.к. и rу.к. для широкого спектра почвенных и технологических условий полива, что ограничивает его применение; 2) объемы контура определяются по условно принятой его форме (его очертанию) в виде шарового сектора (усеченного сверху и снизу шара) для тяжелых и средних почв и в виде усеченного конуса для легких почв, что не во всех почвенных условиях реально наблюдается. Указанное обстоятельство не позволяет с необходимой для практики точностью определить поливную норму для различных почвенных и технологических условий полива. Кроме этого, оросительная норма определяется на площадь 1 га, а не на одну капельницу, обеспечивающую формирование контура капельного увлажнения почвы требуемого объема.

Известен способ определения поливных норм при капельном орошении томатов (RU №2204241), принятый за прототип, включающий инструментальное определение объемной массы (плотности сложения) почвы, влажности увлажняемого слоя почвы, соответствующей наименьшей влагоемкости, предполивной влажности и использование расчетной зависимости для предварительного определения объема водоподачи (поливной нормы) в виде:

где V - объем водоподачи (поливная норма), м3; а - расстояние между капельницами, м; b - ширина полосы увлажнения, м; h - глубина промачиваемого (увлажняемого) слоя, м; α - объемная масса (плотность сложения) почвы, т/м3; kн - коэффициент, учитывающий степень порозности почвы и водопроницаемости на всей площади орошаемого участка при капельном способе полива; WHB - средняя влажность активного слоя почвы, соответствующая наименьшей влагоемкости, % МСП; λ - коэффициент предполивной влажности почвы, соответствующий допустимой границе ее иссушения, в долях единицы.

В приведенной зависимости произведение a⋅b⋅h соответствует объему единичного контура капельного увлажнения Wкон, что позволяет записать ее в виде V=Wкон⋅α⋅kн⋅(WHB-λ⋅WHB), т.е. в виде близком к формуле (1).

В заявленном способе предварительно определенная по зависимости (3) величина поливной нормы проверяется постановкой опытных измерений контура увлажнения, формируемого в подкапельном почвенном пространстве, которая при необходимости уточняется (корректируется) изменением значения коэффициента kн. При экспериментальной проверке соответствия принятых в расчете и опытных параметров контура откалиброванную или эталонную капельницу с инструментально определенными характеристиками размещают на орошаемом участке установленного типа почвы и посредством нее определяют (уточняют) потребный объем водоподачи (предварительно рассчитанную поливную норму). За счет установки эталонной капельницы на орошаемом участке применительно к имеющейся системе водораспределительной сети капельного орошения экспериментально устанавливают зону увлажнения и водоподачу до смыкания орошаемых участков между смежными (рядом расположенными) водовыпусками-капельницами. Экспериментально установленные параметры контура (по b и h) при выдаче предварительно рассчитанной поливной нормы V сопоставляются с принятыми для расчета, и по результатам сопоставления принимается решение по корректировке расчетной зависимости в части использования уточненного значения kн.

К недостаткам принятого за прототип способа относятся нижеследующие.

1 Условно принятая форма контура увлажнения почвенного пространства в виде параллелепипеда (с размерами a×b×h) не соответствует ее очертаниям, наблюдаемым в реальных условиях. Экспериментально установлено, что распространение влаги в подкапельном почвенном пространстве в плане осуществляется во все стороны от оси капания одинаково, тогда как в принятой «параллелепипедной» форме контура капельного увлажнения почвенного пространства это условие не соблюдается (по ширине полосы удаленность от оси капания составляет 0,3 м, а по длине контура увлажнения - 0,2 м).

2 Несоответствие принятой в патенте формы единичного контура капельного увлажнения почвы реально наблюдаемой, а также несоответствие линейных размеров контура реальным (как плановых, так и высотных) приводит к несоответствию расчетных значений объемов увлажняемого почвенного пространства фактическим, что в свою очередь приводит к несоответствию расчетных поливных норм их требуемым значениям. Наличие фактического несоответствия принятых в расчете параметров контура измеренным в натурных условиях вытекает из описания результатов опытной проверки, что и побудило авторов патента RU №2204241 использовать в последующем (уточняющем) расчете поливной нормы значения kн=0,5 вместо принятого в предварительном расчете поливной нормы kн=1,0.

3 При расчетном определении объема водоподачи (поливной нормы) не учитываются такие почвенные характеристики, как содержание в почве глинистых частиц и скорость впитывания воды в почву, влияющие на процессы формирования контуров капельного увлажнения почв, что снижает достоверность определения поливной нормы, обеспечивающей формирование контура увлажнения с требуемыми параметрами и заданной влажностью.

Указанные выше обстоятельства (недостатки) известного способа расчета поливных норм потребовали проведения опытных измерений и корректировки расчетных значений объема водоподачи, что требует дополнительных затрат средств труда и времени.

Задачей изобретения является повышение точности определения (расчета) поливных норм, обеспечивающих формирование единичных контуров капельного увлажнения почв заданной глубины увлажнения с определенным уровнем постполивной влажности внутриконтурного пространства и исключение необходимости ее корректировки по результатам опытной проверки данных предварительного расчета.

Технический результат - обеспечение дозированной подачи поливной воды (поливного раствора), объем (поливная норма) которой позволяет в определенных почвенных и технологических условиях капельного полива сформировать в подкапельном почвенном пространстве единичный контур капельного увлажнения с заданной глубиной увлажнения слоя почвы и с определенным уровнем постполивной влажности внутриконтурного пространства.

Указанный технический результат достигается предлагаемым способом определения поливной нормы при капельном поливе растений, включающем инструментальное определение плотности сложения увлажняемого слоя почвы, наименьшей влагоемкости промачиваемого почвенного слоя, предполивной влажности почвы и расчет поливной нормы, при выдаче которой обеспечивается формирование единичного контура увлажнения с заданной глубиной увлажнения слоя почвы и с требуемым уровнем постполивной влажности, отличающийся тем, что кроме указанных, инструментально определяемых, почвенных параметров предусматривает инструментальное определение среднего по увлажняемому слою почвы содержания глинистых частиц, средней скорости впитывания воды в почву за первый час полива и учитывает влияние инструментально определенных почвенных факторов при расчете поливной нормы на одну капельницу, который производится по зависимости:

где (Nпол)кап - поливная норма на одну капельницу, м3/кап.; - средняя по глубине увлажняемого слоя плотность сложения почвы, т/м3; hкон - требуемая глубина контура капельного увлажнения почвы, м; Wг/ч - среднее по увлажняемому слою почвы содержание глинистых частиц, % МСП; WНВ - влажность увлажняемого слоя, соответствующая наименьшей влагоемкости почвы, % МСП; - средняя скорость впитывания воды в почву за первый час полива, мм/мин; - осредненное по объему контура увлажнения значение влажности почвы в постполивной период в % МСП; - средняя дополивная влажность почвы в пределах увлажняемого почвенного слоя (профиля), % МСП, а последующее проведение опытных измерений для постполивного уточнения предварительно рассчитанной поливной нормы не предусматривается.

Проверка адекватности предлагаемой расчетной зависимости проведена для соответствующих условиям прототипа почвенных и технологических условий капельного полива. Поливная норма для формирования контура увлажнения глубиной hувл=hкон=0,5 м с постполивной влажностью дополивной влажностью была определена для почвенных условий - светло-каштановых однородных сильноуплотненных тяжелосуглинистых почв, параметры которых составили: средняя по глубине увлажняемого слоя плотность сложения почвы - наименьшая влагоемкость увлажняемого слоя почвы - МСП; содержание в промачиваемом слое почвы глинистых частиц - МСП; средняя скорость впитывания воды в почву за первый час полива -

Расчет поливной нормы для формирования единичного контура увлажнения с заданной глубиной увлажнения слоя почвы и с требуемым уровнем постполивной влажности для одной капельницы произведен по зависимости (4):

По предварительному расчету, представленному в прототипе, поливная норма на одну капельницу для принятых к расчету технологических условий (hувл=0,5 м, ) составила 11,3 л/кап. Экспериментально установленное и рекомендуемое после проведения натурных исследований значение поливной нормы на одну капельницу, обеспечивающее формирование контура капельного увлажнения с требуемыми параметрами и приведенное в прототипе, равно 5,62 л/кап. Значение поливной нормы на одну капельницу, полученное в результате определения по предложенному нами способу, равно 5,2 л/кап. и соответствует опытному значению, зафиксированному в прототипе с допустимой точностью 7,5%, что свидетельствует о приемлемости предлагаемого способа, позволяющего получить расчетные значения поливной нормы, соответствующие реальным измеренным значениям без проведения предусмотренной прототипом постопытной коррекции.

Способ определения поливной нормы при капельном поливе растений, заключающийся в инструментальном определении плотности сложения увлажняемого слоя почвы, наименьшей влагоемкости промачиваемого почвенного слоя, предполивной влажности почвы и расчете поливной нормы, при выдаче которой обеспечивается формирование единичного контура увлажнения с заданной глубиной увлажнения слоя почвы и с требуемым уровнем постполивной влажности, отличающийся тем, что кроме указанных почвенных параметров предусматривает инструментальное определение среднего по увлажняемому слою почвы содержания глинистых частиц, средней скорости впитывания воды в почву за первый час полива и учитывает влияние инструментально определенных почвенных факторов при расчете поливной нормы на одну капельницу, который производится по зависимости:

где (Nпол)кап - поливная норма на одну капельницу, м3/кап.; - средняя по глубине увлажняемого слоя плотность сложения почвы, т/м3; hкон - требуемая глубина контура капельного увлажнения почвы, м; Wг/ч - среднее по увлажняемому слою почвы содержание глинистых частиц, % МСП; WHB - влажность увлажняемого слоя, соответствующая наименьшей влагоемкости почвы, % МСП; - средняя скорость впитывания воды в почву за 1-й час полива, мм/мин; - осредненное по объему контура увлажнения значение влажности почвы в постполивной период, % МСП; - средняя дополивная влажность почвы в пределах увлажняемого почвенного слоя - профиля, % МСП; и не предусматривает последующего проведения опытных измерений для постполивного уточнения предварительно рассчитанной поливной нормы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для измерения влажности сыпучих материалов, например почвы, зерна, минеральных удобрений и т.п. Измеритель содержит измерительный генератор, измеритель тока и процессор, а также содержит несколько электродов, подключаемых попарно или все к одному и расположенных на разной глубине в сыпучем материале, причем процессор запрограммирован на определение влажности в каждом уровне сыпучего материала по корреляции проводимость-влажность и/или емкость-влажность и на осуществление суммирования влажности в каждом уровне сыпучего материала.

Группа изобретений относится к области сельского хозяйства и может использоваться при орошении посевов. Способ дифференцированного управления орошением посевов включает измерение влажности почвы и метеорологических показателей, анализ математической модели запасов почвенной влаги и определение поливных норм.

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.

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.

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.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к поливочной технике. Многофункциональная дождевальная машина включает неподвижную опору с неподвижной трубой и поворотным коленом, дождевальные аппараты, самоходные тележки с гидроприводами, распределительными клапанами и сливными магистралями.

Группа изобретений относится к области растениеводства и может быть использована при определении условий роста растений для субстрата. Устройство обнаружения условий роста растений для субстрата содержит первый линейный массив зондов, второй линейный массив зондов и блок управления.

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано в автоматизированных системах полива. При осуществлении способа управления поливом измеряют влажность почвы и интенсивность осадков.

Лизиметр включает емкость с монолитом почвы, гидравлически связанную с емкостью контроля уровня, узел сброса, подключенный к источнику водоподачи, блок управления с электрокоммутационной схемой и подключенные к нему электромагнитные датчики уровней воды в емкости контроля уровня.

Изобретение относится к области орошения туманом посевов зерновых, овощных и бахчевых культур, а также оно может применяться для предупреждения и тушения пожаров леса, камыша, травы, зданий и сооружений.

Изобретение относится к области техники для полива дождеванием. Дождеватель турбинного типа состоит из корпуса, сопла, дефлектора и противовеса.

Изобретение относится к области мелиорации и может быть использовано для орошения разноуклонных протяженных склоновых участков. Ярусная система капельного орошения включает водозаборный узел, напоробразующий узел, магистральный трубопровод с вдольуклоновым расположением, блок водоподготовки, агрохимический узел и капельную оросительную сеть.

Изобретение относится к дождевальным установкам или опрыскивателям и может быть использовано для орошения сельскохозяйственных культур. Дождеватель состоит из корпуса.

Изобретение относится к области сельскохозяйственной мелиорации. Инъектор-капельница для системы капельного орошения лесных и садовых культур включает разъемный корпус с водопроводящим каналом.

Изобретение относится к технике полива дождеванием. Дождеватель содержит корпус.

Изобретение может быть использовано в засушливых климатических условиях в приусадебном садоводстве, огородничестве, защитном лесоразведении. Листовой водоблок характеризуется тем, что, за счет размерных удобств листа (средний 2,5×1,8 м) и оснасток блока, преимущественно литьевых и рулонно-пленочных изготовлений, системами из микролиманов, микроваликов, полос стока, водоспускных, посадочных, вентиляционных отверстий, конденсационных и барьерных устройств распределяют воды осадков и напленочной конденсации преимущественно по горизонту корнеобитания.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к дождевальной технике. Дождевальная установка состоит из стояка, гибкой вставки с фиксатором, дождевальных крыльев с насадками, опорной части и питающего шланга.

Изобретение относится к области ирригационной техники. При осуществлении способа прикорневой дозированной поливки растений размещают трубу-резервуар на уровне грунта.

Изобретение относится к оросительной технике, в частности к средствам для капельного орошения. Капельница-инъектор включает корпус с входным и выходным патрубками.

Изобретение относится к способу регулирования pH почвы, а также к применению по меньшей мере одного содержащего карбонат щелочноземельного металла материала, имеющего средневзвешенное значение размера частиц d50 ≤ 50,0 мкм, для оптимизации или улучшения pH почвы.

Изобретение относится к области гидромелиорации и может быть использовано при капельном орошении на склонах. При осуществлении способа орошения плодовых деревьев и кустарников на склонах оврага используют водоисточник, водовод, узлы водораспределения, распределительный и поливной трубопроводы, водомерное оборудование, устройство смешивания и дозировки удобрений и водоприемник.

Изобретение относится к области мелиорации земель и предназначено для определения поливной нормы при капельном орошении растений. Определяют поливную норму при капельном поливе растений. Инструментально определяют плотность сложения увлажняемого слоя почвы, наименьшей влагоемкости промачиваемого почвенного слоя, предполивной влажности почвы. Рассчитывают поливную норму, при выдаче которой обеспечивается формирование единичного контура увлажнения с заданной глубиной увлажнения слоя почвы и с требуемым уровнем постполивной влажности. Предусматривают инструментальное определение среднего по увлажняемому слою почвы содержания глинистых частиц, средней скорости впитывания воды в почву за первый час полива. Учитывают влияние инструментально определенных почвенных факторов при расчете поливной нормы на одну капельницу, который производится по зависимости: где кап - поливная норма на одну капельницу, м3кап.; - средняя по глубине увлажняемого слоя плотность сложения почвы, тм3; hкон - требуемая глубина контура капельного увлажнения почвы, м; Wгч - среднее по увлажняемому слою почвы содержание глинистых частиц, МСП; WHB - влажность увлажняемого слоя, соответствующая наименьшей влагоемкости почвы, МСП; - средняя скорость впитывания воды в почву за 1-й час полива, мммин; - осредненное по объему контура увлажнения значение влажности почвы в постполивной период, МСП; - средняя дополивная влажность почвы в пределах увлажняемого почвенного слоя - профиля, МСП. Не предусматривают последующее проведение опытных измерений для постполивного уточнения предварительно рассчитанной поливной нормы. Обеспечивается дозированная подача поливной воды, объем которой позволяет в определенных и технологических условиях капельного полива сформировать в подкапельном почвенном пространстве единичный контур капельного увлажнения с заданной глубиной увлажнения слоя почвы и с определенным уровнем постполивной влажности внутриконтурного пространства.

Наверх