SWorld – 18-27 December 2012

SWorld – 18-27 December 2012
http://www.sworld.com.ua/index.php/ru/conference/the-content-of-conferences/archives-of-individual-conferences/december-2012
MODERN PROBLEMS AND WAYS OF THEIR SOLUTION IN SCIENCE, TRANSPORT, PRODUCTION AND EDUCATION‘ 2012
Статья/Технические науки-Техника в сельскохозяйственном производстве
УДК 631.4:631.61
Высочкина Л.И., Высочкина Т.Н.
ПОВЕРХНОСТНЫЙ ПОЛИВ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ТЕХНОЛОГИИ
NO-TILL И MINI-TILL
ФГБОУ ВПО «Ставропольский государственный аграрный университет»
Россия,355017 г.Ставрополь, пр. Зоотехнический, 12
UDC 631.4:631.61
Vysochkina L., Vysochkina T.,
SURFACE IRRIGATION WHEN USING TECHNOLOGY NO-TILL
AND MINI-TILL
FGBOU VPO "Stavropol State Agrarian University"
Russia, 355017 Stavropol, etc. Zootechnical, 12
В данном докладе рассматривается проблема накопления влаги в почве,
управления водными ресурсами при использовании технологии No-Till и Minitill. Авторами проанализированы особенности технологи No-Till и Mini-till и
предложены методы его совершенствования в крайне засушливых регионах за
счет организации проведения полива по полосам или бороздам.
Ключевые слова: технология No-Till и Mini-till, мульчирование, влага,
влагоемкость,
влагозарядковый
полив,
выравнивание,
равномерное
промачивание, борозда.
This paper addresses the problem of the accumulation of moisture in the soil
and water management technologies using No-Till and Mini-till. The authors
analyzed the features of the technology No-Till and Mini-till and suggest methods to
improve it in the extremely arid region due to the organization of the irrigation of the
bands or furrows.
Keywords: Technology No-Till and Mini-till, mulch, moisture, moisture content,
irrigation recharge, alignment, uniform wetting furrow.
На сегодняшний день в земледелии особую актуальность имеют две
проблемы. Первая связана с увеличением затрат на сельскохозяйственную
продукцию из-за роста цен на энергоносители, технику, минеральные
удобрения, средства защиты растений при сравнительно низких ценах на
производимую продукцию. Вторая – потеря плодородных почвенных ресурсов
и ухудшение экологической обстановки окружающей среды.
Технологиями, позволяющими не только снизить затраты на обработку
почвы, но и сохранить верхний пахотный горизонт в отношении важнейших
питательных веществ для растений, являются технологии возделывания
сельскохозяйственных растений No-Till и Mini-Till. Направлены они на
сокращение механических обработок поля, сохранение пожнивных остатков,
мульчирование поверхности поля, сокращение проходов сельскохозяйственной
техники по полю, сохранение структуры почвы, лучшее обеспечение растений
благоприятным водно-воздушным режимом.
В районах с годовым количеством осадков ниже среднего уровня,
обязательно
измельчение
пожнивных
остатков
и
расстилание
их
по
поверхности, накрывая поле мульчей, которая хорошо сохраняет влагу,
затрудняет произрастание сорняков, на поверхности почвы не образуется корка
и потому не прекращается доступ воздуха в почву.
Эти технологии рассчитаны на накопление и сохранение естественных
осадков и недостаточно предусматривают использование искусственного
пополнения запасов влаги в почве, хотя бы разового, но объемного. Однако
предлагают учитывать почвенную влагу на глубине до 1,8 -2 метрового слоя.
Известно, что вода удерживается в межпочвенных промежутках виде
заметных капель и струек только после обильного дождя или полива, а в
остальное время, при сильном высыхании, удерживается лишь внутри
комочков, заполняя капилляры или покрывая тонкой пленкой разной толщины
поверхность частиц, слагающих почвенные комочки.
Процессы гигроскопичности почвы обусловлены силами притяжения
молекул. Эти силы очень велики, создают большое уплотнение воды вокруг
частиц почвы, которая выражается давлением в несколько десятков тысяч
атмосфер. Пленочная влага менее прочносвязана и перемещается в почве под
действием молекулярных сил от частиц с пленкой большей толщины к
частицам с меньшей. Капиллярная влага свободна от непосредственного
действия сил притяжения почвенных частиц. Передвижение свободной
почвенной влаги происходит под действием силы тяжести и капиллярных сил.
Общее содержание влаги в корнеобитаемом слое определяется:
а=
где
б ⋅ в ⋅ г ⋅ 10
,
100
б – влажность почвы на расчетной глубине, %; в – объемный вес почвы на
данной глубине; г – мощность слоя почвы, см; 10 – коэффициент перевода
процентов влажности в граммы воды.
Определив влажность почвы в процентах, можно вычислить запас воды в
тоннах на определенной площади, мертвый запас, а, зная суточный расход
влаги с гектара определить запас влаги до завядания растений без поступления
её извне. По этим же данным можно определить норму и срок проведения
полива. Но, назначая срок и норму полива, необходимо давать такое количество
воды, которое могло бы удержаться без стекания из слоя почвы, где
размещается наибольшее количество корней.
Из вышесказанного выше ясно, что для полного заполнения пор почвы
водой, её потребуется неодинаковое количество для разных почв. Так для
песчаных (легких) почв при скважности их 30%, на кубометр почвы для
полного заполнения всех почвенных пор необходимо 300 литров воды, для
глинистой (тяжёлой) почвы потребуется до 500 литров воды.
Ориентировочно глубину активного слоя почвы для различных культур
можно принять следующую:
- овощные культуры – 30-80 см;
- зерновые культуры – 80-100 см;
- сады и виноградники – 70-100 см;
- многолетние травы (люцерна) – 90- 130 см.
Каждые 10 мм продуктивной влаги перед посевом – это 1 центнер
дополнительного урожая зерна с каждого гектара. При посеве во влажную
почву растение прорастает и дает корни и росток. По мере подсыхания
верхнего слоя, влаги для развития растения в нем не хватает. Рост самого
растения вверх несколько замедляется, оно начинает «искать» воду и вместе с
ней питательные вещества. В результате быстро развивается корневая система,
поскольку в верхнем слое почвы влаги недостаточно. Поэтому в зонах
неустойчивого земледелия, и тем более, в засушливых зонах, перед посевом
культуры по технологии возделывания No-Till и Mini-Till необходимо
проведение влагозарядкового полива большой поливной нормой [1].
Для проведения поверхностного полива необходимо выравнивание
поверхности поля и формирование водоудерживающих валиков [2].
При любой системе земледелия, в том числе и по почвозащитной,
равномерная глубина заделки семян имеет большое значение. Поэтому перед
внедрением технологии прямого посева необходимо выровнять поля. Эти
операции затратны, но одноразовы, если использовать соответствующую
технику, обеспечивающую выполнение операций за один проход агрегата.
Авторы
предлагают
обеспечивающий
использовать
выравнивание
выравниватель-планировщик
поверхности
поля
и
[3,
4],
формирование
водоудерживающего валика заданной высоты и плотности за один проход
агрегата.
При посадке пропашных культур от рабочих органов машин образуются
борозды, но эти борозды, как правило, не удовлетворяют условию проведения
полива по бороздам. Следует обратить внимание на размер и форму борозд,
чтобы обеспечить их адекватными для каждого полива [5].
Сохранение остатков урожая на поверхности поля с помощью технологии
обработки почвы No-Till и Mini-Till имеет положительное влияние на снижение
потерь оросительной воды и препятствует развитию эрозионных процессов.
Потеря воды в гладких бороздах намного превосходит потерю воды с почвами,
содержащими на поверхности даже небольшое количество пожнивных остатков
Потеря на фильтрацию г/л
(рис. 1) [5].
Количество пожнивных остатков фунтов/акр
Рисунок 1 - Влияние количества пожнивных остатков на потерю воды
На основании исследований, проведенных в западном Колорадо [5],
выявлено, что наличие мульчирующего слоя в орошаемой борозде является
более приемлемым для орошения тяжелых почв, таких как суглинки, чем
легких почв, таких как супеси. Технология обработки почвы также влияет на
качество полива.
Попытка
равномерного
по
добиться
промачивания
длине
минимизируя
борозды,
при
этом
количество стоков, требует
тщательного
управления
поливом, подбор факторов,
влияющих на этом процесс,
Рисунок 2 – Полив кукурузы через борозду с
оставлением пожнивных остатков
насколько
это
возможно.
Например,
когда
орошаемые
борозды,
содержат
большое
количество
растительных остатков может понадобиться увеличить размер борозды. Кроме
того, борозды, возможно, потребуется сделать более гладкими, с меньшим
количеством комков почвы и более уплотненными, так как пожнивные остатки
и комки почвы способствуют образованию плотины. Когда борозды содержат
слишком
большое
количество
пожнивных
остатков,
в
этом
случае
рекомендуется проводить полив через борозду (рис. 2), а некоторое количество
пожнивных остатков придется перенести между поливных борозд, используя
при этом культиваторы грядообразователи. В этом случае пожнивные остатки
не препятствуют выполнению полива и других технологических операций при
возделывании сельскохозяйственных культур.
При использовании технологии обработки почвы No-Till и Mini-Till
необходимо учитывать региональные особенности. Для некоторых культур,
используемых в севообороте могут потребовать различные междурядья.
Изменение междурядья от года к году требуют полевых операций, что
ограничения использование No-Till и Mini-Till. Значительная обработка почвы
может также выполняться во время сбора урожая различных культур, таких как
картофель, сахарная свекла, лук и фасоль. Эти вопросы необходимо изучать для
каждого конкретного случая. Влагозарядковые поливы можно осуществлять не
только в осенне-зимний период, но и в летний, весенний, после оттаивания
почвы и весенне-летний, особенно для пропашных культур (кукуруза, соя,
свёкла, овощи и другие). Влагозарядковый полив, проводимый поверхностным
способом не требует больших затрат энергии, поэтому отлично вписывается в
энергосберегающую технологию No-Till и Mini-Till.
Литература:
1.
Высочкина
Л.И.,
Кокурин
И.С.
Влагозарядковые
поливы
необходимы / Земледелие. - 2008. № 2 - С. 7-8.
2.
Высочкина, Л. И.
Разработка способов и технических средств
перевода оросительных систем с дождевания на поверхностный полив [Текст]:
автореферат
диссертации
на
соискание
ученой
степени
канд.
техн.
наук:05.20.01 / Л. И. Высочкина. - Нальчик, 2000. - 21 с. : ил.
3.
Высочкина, Л.И. Обоснование параметров выравнивателя для
нарезки поливных полос /Вестник АПК Ставрополья. - 2012. Т. 7. № 3. С. 38-40.
4.
Пат.
2430497
Российская
Федерация,
МПК
А01В
13/16.
Полосообразователь-выравниватель [Текст] / заявители и патентообладатели:
Высочкина Л. И., Кокурин И. С., Малюченко Б. В. № 2010105586/21; заявл.
16.02.10 ; опубл. 10.10.2011, Бюл. № 28. 3 с.; ил.
5.
Guidelines for Using Conservation Tillage Under Furrow Irrigation
/Calvin H. Pearson, Charles A. Holcomb, A. Wayne Cooley, John E.Murray/
Technical Report. – 2002. №5 – 16 s. : Ill.
References:
1. Vysochkina LI Kokurin IS Recharge irrigation needs / Agriculture. - 2008.
Number 2 - pp. 7-8.
2. Vysochkina, L. Development of ways and means of transfer of irrigation systems
to sprinkler irrigation on the surface [text]: Dissertation for the degree of PhD. tech.
Sciences: 05.20.01 / LI Vysochkina. - Nalchik, 2000. - 21 seconds. : Ill.
3. Vysochkina, LI Justification equalizer settings for cutting strips of irrigated /
Bulletin AIC Stavropol. - 2012. T. 7. Number 3. Pp. 38-40.
4. Pat. 2430497 Russian Federation, A01V IPC 13/16. Polosoobrazovatel surfacer
[Text] / applicants and patent holders: Vysochkina LI Kokurin IS, Malyuchenko BV
№ 2010105586/21; appl. 16.02.10, publ. 10.10.2011, Bull. Number 28. 3.; Ill.
5. Guidelines for Using Conservation Tillage Under Furrow Irrigation / Calvin H.
Pearson, Charles A. Holcomb, A. Wayne Cooley, John E.Murray / Technical Report.
- 2002. Number 5 - 16 seconds. : Ill.