Устройство и технология внутрипочвенного струйного полива высеваемых семян

Размещено на http://www.allbest.ru/

Устройство и технология внутрипочвенного струйного полива высеваемых семян

В статье приводятся описание устройства и результаты исследований по разработке технологии внутрипочвенного струйного полива при посеве семян в открытый грунт, которые позволяют создавать контур увлажнения вокруг семян, получать дружные всходы, более высокую урожайность, сокращать количество поливов и оросительные нормы, снижать затраты на возделывание сельскохозяйственных культур.

Орошаемое земледелие является высокотехнологичным и затратным производством. При орошении затраты на 1 га возрастают по сравнению с богарным земледелием в 1,5-2 раза не только за счет проведения поливов, но и за счет применения более интенсивных технологий, которые требуют внесения повышенных доз удобрений, более эффективных средств защиты растений, строгое соблюдение сроков выполнения агротехнических мероприятий и т.д. В то же время урожайность на орошаемых землях возрастает в несколько раз, а себестоимость полученной продукции снижается.

Одной из проблем возделывания мелкосеменных культур, особенно овощных с посевом семенами в грунт, является получение дружных всходов. В годы, когда в весенний период (апрель и май) выпадает недостаточное количество осадков, получить дружные всходы мелкосеменных растений становится проблематичным. Для получения всходов возникает необходимость проводить предпосевные поливы. Однако сроки посева некоторых культур (томата, перца, баклажан и др.), например, в условиях Ростовской области приходятся на вторую декаду апреля, а воду в оросительную сеть начинают подавать в первой декаде мая. В случае отсутствия осадков невозможно получить полноценные всходы, так как отсутствует влага в верхнем слое почвы, и невозможно провести довсходовые увлажнительные поливы в связи с отсутствием оросительной воды в каналах.

Другая проблема, возникающая при проведении довсходовых поливов, - это необходимость при поливе дождеванием давать малые поливные нормы 100-150 м3/га. При этом распространенные дождевальные машины отечественного и зарубежного производства имеют высокую интенсивность дождя более 0,2 мм/мин, что приводит в большинстве случаев к образованию почвенной корки, особенно на слитых заплывающих почвах. Устранить вредное влияние почвенной корки можно только следующими поливами, которые увлажняют верхний слой почвы и дают возможность проросткам пройти этот слой и дать всходы. Если учесть, что семена некоторых культур прорастают и дают всходы только на 15-20-й день (например, баклажаны), то поливы приходится повторять каждые 3-5 дней, т.е. количество довсходовых поливов достигает 3-4 и более.

Для получения дружных всходов сельскохозяйственных культур в ФГНУ «РосНИИПМ» разработано устройство (патент РФ № 2302094) для внутрипочвенного струйного полива высеваемых семян одновременно с посевом. Схема устройства приводится на рисунке 1.

За счет того, что семена, уложенные на семенное ложе в верхний сухой слой почвы, поливаются водой (или раствором питательных веществ и пестицидов определенной концентрации) одновременно с посевом, обеспечивается: увлажнение почвы и создание запасов влаги вокруг семян; лучший контакт влажной почвы с семенами; стартовый за-пас питательных веществ и средств защиты проростков от вредителей, болезней и сорняков; экономия оросительной воды, так как отпадает необходимость в проведении довсходовых увлажнительных поливов.

полив грунт производство

Рисунок 1.Схема устройства для внутрипочвенного струйного полива семян одновременно с посевом: 1 - емкость с водой; 2 - сошник сеялки, семена в семенном ящике; 3 - водопровод для подачи воды к семенам; 4 - наконечник для подачи воды к семенам; 5 - семена; 6 - поверхность почвы; 7 - семенное ложе; 8 - ящик для семян; 9 - контур увлажнения почвы

Устройство было изготовлено в ЗАО «Нива» Весёловского района Ростовской области, где были проведены его полевые испытания и исследования по изучению влияния внутрипочвенного струйного полива семян на прорастание семян, условия роста и развития растений и урожайность.

На рисунке 2 приводится общий вид сеялки «Клён», оборудованной устройством для внутрипочвенного полива семян при посеве.

На рисунке 3 приводится общий вид высевающего аппарата, оборудованного устройством для струйного полива при посеве перца болгарского по схеме посева 50 Ч 90 см.

Рисунок 2.Общий вид сеялки «Клён», оборудованной устройством для внутрипочвенного струйного полива семян одновременно с посевом

Рисунок 3. Высевающие аппараты сеялки «Клён», оборудованные устройством для внутрипочвенного струйного полива

Фотографии, сделанные в процессе проведения испытания устройства, приведены на рисунке 4, в т.ч. продольный (рисунок 6 а) и поперечный (рисунок 6 б) разрезы почвы после прохода сеялки. Общий вид состояния увлажненной части почвы после прохода сеялки приведен на рисунке 5, где видно, что после прохода сеялки в сухой почве остается «жгут» увлажненной почвы, в которой расположены семена.

Рисунок 4. Разрезы почвенного профиля после прохода сеялки, оборудованной устройством для внутрипочвенного струйного полива семян при посеве

Рисунок 5. Общий вид раскопанной увлажненной части контура увлажнения после прохода сеялки

Размеры контура увлажнения почвы регулируют в зависимости от размера семян, глубины посева, вида культуры, продолжительности прорастания семян, наличия влаги в почве и прогноза метеоусловий на период получения всходов. Полив должен производиться такой нормой, чтобы не увлажнялся самый верхний слой почвы и на поверхности не образовывалась почвенная корка, поэтому в каждом конкретном случае необходимо рассчитывать поливную норму и концентрацию веществ в воде при использовании раствора удобрений или гербицидов.

При расчетах поливной нормы нами условно принято, что сечение контура увлажнения составляет Ѕ круга с радиусом . Для определения поливной нормы на 1 га определяют:

а) длину рядков в погонных метрах () на 1 га, которые необходимо полить:

,

где - ширина участка, м;

- ширина междурядий (между сошниками), м;

- длина участка, м;

б) объем почвы ( м3), которая увлажняется при струйном внутрипочвенном поливе на 1 га:

,

где = 3,14;

- радиус смачиваемой почвы, м;

в) масса почвы ( т), которая увлажняется при струйном внутрипочвенном поливе на 1 га, определяется по формуле:

,

где - плотность сложения почвы (объемная масса) верхнего 0-0,1 м слоя почвы, т/м3;

г) поливная норма на 1 га для увлажнения семян при внутрипочвенном струйном поливе ( м3) определяется в долях от абсолютно сухой почвы по формуле:

,

где - наименьшая влагоемкость верхнего слоя почвы 0-10 см, %;

- влажность почвы (начальная) при посеве в слое 0-10 см, %.

.

Расчеты показывают, что с увеличением радиуса контура увлажнения необходимый объем воды для струйного полива увеличивается и составляет от 0,2 м3/га при радиусе 0,01 м и до 5,2 м3/га при радиусе 0,05 м.

Экспоненциальная зависимость описывается формулой при коэффициенте детерминации (рисунок 5).

Рисунок 5. Влияние радиуса контура увлажнения на объем воды, необходимый для струйного внутрипочвенного полива

Исследования, направленные на разработку технологии внутрипочвенного струйного полива при посеве семян в открытый грунт проводились в ЗАО «Нива» в 2006-2008 годах. На исследование были поставлены следующие вопросы:

- влияние внутрипочвенного струйного полива на продолжительность довсходового периода, особенности роста, развития и формирования урожая овощных культур, высеянных семенами в грунт;

- размеры контура увлажнения для различных почвенно-климатических условий;

- скорость смыкания контура увлажнения с нижележащим увлажненным слоем почвы.

В таблице 1 приводятся данные наблюдений за посевами баклажан.

Изучали три варианта получения всходов при различных способах полива: вариант 1 - без предпосевного полива (контроль); вариант 2 - полив с использованием разработанного устройства; вариант 3 - поливы довсходовые, после посева. Производился посев баклажан районированного сорта Алмаз семенами в грунт.

Таблица 1. Сроки посева и получения всходов баклажан, высеянных семенами в грунт, ЗАО «Нива»

полив грунт производство

Исследования показали, что при посеве баклажан семенами в грунт в рекомендуемые зональными системами земледелия сроки (конец первой - начало второй декады апреля) более дружные и быстрые всходы были получены при посеве с использованием устройства для внутрипочвенного струйного полива семян одновременно с посевом, где период от посева до всходов составил в среднем 14 суток, против 21 суток при получении всходов на естественных влагозапасах и 19 суток при проведении двух довсходовых поливов в 2006 году и одного полива в 2007 году. Дальнейший уход за растениями на всех вариантах выполнялся в соответствии с рекомендациями РосНИИПМ. Наблюдения за получением всходов, ростом и развитием растений показали, что на втором варианте была более высокая полевая всхожесть растений (на 15-22 %) по сравнению с контролем, растения взошли раньше на 6 суток и на протяжении всей вегетации имели более высокие биометрические показатели роста и развития растений.

Это позволило растениям на втором варианте развить мощную вегетативную массу и сформировать более высокую урожайность перца 45,2 т/га, против 34,5 т/га на контроле. Полевые исследования показали, что при влажности верхнего 0-10 см слоя почвы 70 % от НВ (наименьшая влагоемкость НВ = 28,6 %) для обыкновенных тяжелосуглинистых почв необходимо расходовать 1,86 м3/га воды для увлажнения почвы вокруг семян в диаметре 6 см (радиус 0,03 м). В то же время, чтобы достичь смыкания контура увлажнения с почвенной влагой нижележащих слоев почвы достаточно увлажнить почву диаметром 2-3 см. Для этого необходимо подать расчетную поливную норму воды (или раствора с питательными веществами) в количестве 0,2-0,47 м3/га.

При радиусе контура увлажнения более 4 см поливной нормы достаточно для смыкания контура увлажнения с нижним увлажненным слоем почвы сразу после прохода сеялки, при радиусе контура увлажнения 2 см, стекания излишней влаги из контура и смыкание увлажнения с влажной почвой, расположенной ниже семенного ложа, происходит через 10-12 часов.

Таким образом, внутрипочвенный струйный полив при посеве позволяет создать контур увлажнения вокруг семян, получить дружные всходы, более высокую урожайность, сократить количество поливов и оросительные нормы, снизить затраты на возделывание сельскохозяйственных культур.

Размещено на Allbest.ru