Влагоудерживающая способность листьев и распределение дождя при мелкодисперсном дождевании

Необходимость проведения исследований по данному вопросу вытекает из того факта, что в настоящее время такие работы на стационарных системах не проводились. Имеющиеся в литературе данные по работе стационарных систем за рубежом не достаточно раскрывают сущность вопроса. Кроме того, изучение влияния ветра и других факторов позволит разработать новые конструкции установок и рациональные расстановки рабочих органов на орошаемом участке.

распыл облако капля орошаемый.

Necessity of carrying out of researches on this point in question follows from this the fact that now such works on stationary systems were not spent. The data available in the literature on work stationary systems abroad opens essence of a question not enough. Besides, studying of influence of a wind and other factors will allow to develop new designs of installations and rational arrangements of working bodies on an irrigated site.

Экспериментальное определение факела распыла образующего облака и распределения капель по обрабатываемой поверхности осуществлялось методом улавливания выпадающих из облака капель на предметные стекла, покрытые смесью вазелина и машинного масла в разных соотношениях в зависимости от температуры окружающей среды. Улавливание капель проводилось по всему факелу распыла через 10 метром.

Время взятия пробы подбиралось так, чтобы на предметное стекло попадало достаточное количество капель, но чтобы капли не накладывались друг на друга.

Для подсчета капель и замера их диаметра использовался электронный микроскоп с компьютером. После подсчета и замера капель, значения заносились в таблицы и относились к определенному классу с интервалом 50 — 100 мкм.

На основании экспериментальных данных и дальнейших усреднений, построен график распределения диаметра капель по всей орошаемой площади (рис. 1).

* - капли наблюдались и далее указанных расстояний, но они испарялись на предметном стекле до их измерения.

Рисунок 1 — График распределения капель по факелу распыла

Дальность распространения облака зависит от скорости ветра, расхода и крупности капли. Попутный ветер увеличивает дальность распространения облака, но очень сильный ветер (свыше 10 м) разбивает облако, в результате чего увеличивается испарение воды и уменьшается облако. Однако следует учесть, что при тихом ветре и в жаркую погоду мелкие капли могут быть перенесены восходящими потоками воздуха вверх, на высоту нескольких сотен метров и далее уносятся ветром. Восходящие потоки воздуха образуются над полем в жаркую солнечную погоду при слабом ветре. Скорость этих потоков увеличивается с усилением нагрева подстилающего слоя воздуха, и что при больших восходящих скоростях воздушного потока капли могут расти не только при опускании, но и при подъеме.

Следующим этапом эксперимента являлось определения распределения осадков по поверхности орошаемой площади. Изучение распределение осадков проводилось для выявления факторов, влияющих на характер распределения и выбор режима работы системы.

Методика проведения опыта заключалась в улавливании осадков на видимой зоне с помощью дождемерных стаканов. Для уменьшения испарения воды в стакан наливалась малоиспаряемая жидкость (солярка).

Форма видимой зоны увлажнения определялась визуально и отмечалась вешками с дальнейшим замером. За видимую зону увлажнения принималось поверхность, где наблюдалось постоянное выпадение большего количества осадков. На этой площади устанавливались дождемерные стаканы на расстоянии 5 м друг от друга.

Измерение количества собранных осадков производилось весовым способом путем взвешивания на весах.

Замеры осадков производили при наиболее преобладающем ветре 6 — 8 м/с. в течение трех часов и расходе установки 0,53 л/с и 0,825 л/с.

Обработанные усредненные данные сведены в таблице 1.

Таблица 1 — Распределение осадков за три часа

Из таблицы видно, что распределение осадков по площади не равномерно.

Основным фактором неравномерности распределения осадков являются расход установки и скорость ветра. Влияние расхода воды можно проследить по графику, но чтоб не было таких погрешностей при проведении полива необходимо учитывать оба параметра: как скорость ветра, так и расход воды. Работы по этому вопросу будут продолжены для выявления зависимости между расходом и скоростью ветра.

Следует, однако, заметить, что неравномерность распределения дождя на участке, наблюдаемая в определенных пределах, не следует относить мелкодисперсное дождевание к неперспективным способам, поскольку это явление свойственно всем способам орошения.

Наиболее сложно определить один из важнейших параметров, определяющих технологию проведения мелкодисперсного дождевания — водоудерживающую способность лиственного покрова сельскохозяйственных культур.

Этот параметр определяется количеством воды в виде капель, остающихся на лиственном покрове после полива. Водоудерживающая способность листьев зависит от размера капель, от степени и характера взаимного перекрытия листьев, площади проекции листьев, угла падения и скорости оседания капель и др.

Опыты, по определению водоудерживающей способности листьев при мелкодисперсном дождевании проводили после окончания дождевания на различных деревьях на расстоянии через 10 м. от установки с дальнейшим сбором задержанной влаги, взвешенной фильтрованной бумагой. Листья выбирали одинаковыми, площадью 28 см². Затем влажная бумага упаковывалась в герметичной сосуд и взвешивалась в лаборатории. По разнице веса сухой и влажной бумаги определяли количество задержанной влаги на измеренной поверхности листа.

Если рассмотреть подробного условия, характеризующие водоудерживающую способность листа растения, то нетрудно представить себе, что капли воды при контакте с поверхностью листа расплющивается. Диаметр деформируемой капли в этот момент может превышать в несколько раз и зависимость от поверхностного натяжения жидкости и кинетической энергии капли, но под действием поверхностного натяжения капля стремится восстановить свой первоначальный диаметр.

Некоторыми авторами отмечено, что с удалением от места распыла, когда уменьшается интенсивность дождя, средний диаметр капель и слой жидкости, величина водоудерживающей способности листа увеличивается, и количество задержанной влаги колеблется в пределах 30 — 410 г/м². В нашем случае этого не наблюдалось. Это объясняется тем, что обрабатываемая площадь сравнительно не большая и тем самым на периферийных участках капли 100 — 150 мкм быстро испарялись, а на ближайшем участке к установке за это же время, где капли превышали 150 мкм, они покрывали весь лист водяной пленкой и начинали скатываться на почву.

Результаты опыта подтвердили, что водоудерживающая способность листьев зависит не только от строения листа, размера капель, а в первую очередь от площади орошения и равномерности распыла осадков на ней. Данные опыта приведены в таблице 2.

Таблица 2 — Влагоудерживающая способность листьев

По этим экспериментальным данным построен график, показанный на рис. 2.

Рисунок 2 — График характера водоудерживающей способности листьев.

Библиографический список

• 1. Малые оросительные системы / Научно-технический обзор. -М., 2009. — 200 с.
• 2. Аэрозоли в сельском хозяйстве / Сборник статей. — М.: «Колос», 1973.,
• 3. Аэрозольное орошение сельскохозяйственных культур. — М.: Росагропромиздат, 1989.
• 4. Аэрозоли в защите растений / Всесоюз. Акад. С.-хнаук им. В. И. Ленина. — М.: Колос, 1982.
• 5. Кузнецова, Е. И. Мелкодисперсное дождевание как самостоятельный способ полива в Центральном районе России Е. И. Кузнецова // Автореф. дис. д.с.-х. н. — М., 1999.