Устройство и способ подготовки поля к поливу дождеванием

Разработаны технологии обработки орошаемой поверхности для повышения качества дождевания и принципиальные схемы усовершенствованных дождевальных устройств.

При дождевании важное значение имеет не только регулирование водного режима почвы в соответствии с требованиями растений, но и равномерность распределения воды по орошаемой площади с интенсивностью дождя, при которой на поверхности не образуется поверхностный сток.

Условием качественного дождевания является соответствие его интенсивности впитывающей способности почвы. Результаты исследований свидетельствуют, что при поливе сточными водами впитывающая способность почвы значительно снижается. Это связано с физико-механическими свойствами поливной жидкости, содержащей значительное количество взвешенных веществ, которые оказывает кольматирующее действие на почву.

Механизм этого процесса детально рассмотрен в работах В. И. Желязко, М. Г. Голченко, Н. Н. Михальченко [1, 2] и других ученых. Там же указывается, что в связи с большим многообразием факторов, влияющих на интенсивность дождевания, попытка установить теоретическую зависимость допустимой интенсивности от определяющих ее величину факторов не представляется возможной. Поэтому достаточно обоснованные параметры рекомендуется устанавливать экспериментальным путем. Такие опыты были проведены нами в различных вариантах агромелиоративных мероприятий и бессточного дренажа. Как рекомендуют авторы работ [2] перед началом опытов на поверхности почвы устанавливались учетные врезные рамы квадратной формы с размером стороны 33 см. Учет поливной нормы проводился с помощью дождемеров диаметром приемного отверстия 10 см. За начало стока принимали момент времени, когда на поверхности учетной площадки образовывались лужи диаметром 2−3 см. Все измерения проводились в 3−4-кратной повторности, а поливы учетных площадок проводились при предполивной влажности около 75% НВ. Результаты проведенных полевых исследований допустимой интенсивности прерывистого дождевания приведены в табл. 1.

Таблица 1- Допустимая интенсивность прерывистого дождевания стоками в вариантах опыта.

Варианты опыта.	Содержание в стоках сухого вещества, %.	Продолжительность дождевания до стока, мин.	Допустимая интенсивность дождевания, мм/мин.
	до 2,0.	10 — 70.	0,36 -0,07.
		15 — 80.	0,38 — 0,06.
		15 — 95.	0,40 — 0,08.
		18 — 110.	0,56 — 0,10.
		18 -105.	0,43 — 0,09.
		18 -105.	0,44 — 0,09.
		18 — 140.	0,62 — 0,12.

Анализ полученных данных показывает, что допустимая интенсивность дождевания зависит от продолжительности полива и значительно изменяется по вариантам. Наибольшее значение интенсивности отмечено в вариантах 5 и 8, соответственно 0,56 и 0,62 мм/мин при продолжительности воздействия дождя на почву18 мин. При снижении интенсивности до 0,10 — 0,12 мм/мин продолжительность дождевания до появления стока в этих вариантах составляет 110 и 140 мин.- соответственно. Исследованные в опыте агромелиоративные мероприятия в основном могут быть выполнены существующими механизмами для обработки почвы. Однако ежегодно проводить эти агромелиоративные приемы нецелесообразно и экономически невыгодно из-за высокой энергоемкости. С целью устранения этого недостатка возникает необходимость разработки специальных устройств, которые продлили бы долговечность энергонасыщенных агромелиоративных приемов. Такое устройство было разработано нами в соавторстве [3].

Разработанное устройство состоит из кротователя-щелереза, который дополнительно оборудуется штифтователем в виде прикатывающего катка, на изогнутой оси которого установлены диски с шарнирно закрепленными на них штифтами и жестко закрепленными ограничителями угла поворота штифтов. Оси вращения штифто-вальных дисков расположены в вертикальной плоскости, которая проходит через ось вращения прикатывающего катка так, что плоскости, в которых вращаются штифтовальные диски, расположены симметрично плоскости, проходящей через продольную и вертикальную оси рабочего органа кротователя или щелереза и под острым углом к ней.

Разработанное устройство может применяться не только на орошаемых сельскохозяйственных землях, но и в условиях обычного земледелия для повышения эффективности использования естественных атмосферных осадков.

Техническая задача, на решение которой, была направлена разработанная конструкция, заключается в повышении равномерности увлажнения поля и упрощении технологии производства работ, повышении урожайности и повышении качества орошаемых сельскохозяйственных культур, предотвращении водной эрозии почвы и загрязнения окружающей среды.

При использовании предлагаемой конструкции нарезка кротовин или щелей осуществляется в направлении, перпендикулярном направлению господствующего ветра с сообщением их полостей с дневной поверхностью поля каналами, каналы выполняются наклонными с выходом на поверхность поля за пределами почвенного валика, образующегося при прорезании корневой системы растений рабочим органом кротователя или щелереза.

Возможность достижения поставленной технической задачи поясняется рис. 1.

Разработанное устройство работает следующим образом. При движении по полю рабочим органом 1 щелереза прорезаются щели 11, при этом образуется почвенный валик 12. Одновременно с этим штифты прокалывают почву и соединяют полость щелей 11 вертикальными отверстиями 13 с дневной поверхностью поля, причем из-за острого угла наклона плоскостей вращения штифтовальных дисков 5, а следовательно, и штифтов 6 к плоскости, проходящей через продольную и вертикальную оси рабочего органа щелереза. выходы 14 каналов 13 и дневную поверхность поля осуществляются за пределами почвенного валика 12.

Рис. 1 — Принципиальная схема устройства для обработки поверхности поля:

• 1- рабочий орган щелереза; 2- кронштейн; 3 — прикатывающий каток; 4-ось катка; 5- штифтовальный диск; 6- штифт; 7- шарнир; 8- ограничитель; 9- оси вращения прикатывающего катка; 10- ось вращения штифтовальных дисков; 11 — щель в почве; 12 — почвенный валик;
• 13 — вертикальные отверстия в почве; 14 — поверхность поля.

Закрепление штифтов 6 на штифтовальных дисках 5 посредством шарниров позволяет прокалывать каналы 13 без изгибающих нагрузок на штифты 6, что также способствует и минимальному повреждению растений вследствие прокола их только в осевом направлении штифтов 6.

При вращении штифтовальных дисков 5 ограничители угла поворота 8 штифтов 6 переводят штифты 6 в рабочее состояние и обеспечивают оптимальный угол вхождения их в почву.

Прикатывающий каток 3 частично сминает и выравнивает почвенный валик, перекрывает верх щели 11 и формирует ее свод. Кроме того, прикатывающий каток 3 уплотняет почву вокруг штифтов 6 в момент прокалывания ими каналов 13, чем повышает устойчивость этих каналов 13. Оси вращения 10 штифтовальных дисков 5 расположены в вертикальной плоскости, проходящей через ось вращения 9 прикатывающего катка 3 так, что плоскости, в которых вращаются щтифтовальные диски 5 расположены симметрично плоскости, проходящей через продольную и вертикальную оси рабочего органа щелереза, то есть оси вращения 10 и 9 штифтовальныхдисков 5 и прикатывающего катка 3 расположены в одной вертикальной плоскости, перпендикулярной плоскости, проходящей через продольную и вертикальную оси рабочего органа 1 щелереза. Это обеспечивает максимальное давление на почву (и уплотнение ее вокруг штифтов 6) от прикатывающего катка 3 в момент времени, соответствующий максимальному погружению штифтов 6 в почву, чем предотвращается разрушение каналов 13.

Штифтовальные диски 5 расположены симметрично относительно плоскости, проходящей через продольную и вертикальную оси рабочего органа 1 щелереза, что обеспечивает работу агрегата без поперечных нагрузок.

Рекомендуется следующая технология производства работ с предлагаемым устройством.

На поле, поперек господствующего направления ветра, предлагаемым устройством нарезаются щели 11. Штифты 6 устройства соединяют их полости с дневной поверхностью поля за пределами почвенного валика 12, образующегося при прорезании корневой системы растений рабочим органом 1 кротователя или щелереза. Щели 11 прорезают с минимальной глубиной, обеспечивающей их устойчивость (30−60 см).

Наиболее эффективно способ осуществляется тогда, когда щели 11 нарезают с уклоном из зоны избыточного полива к зоне недостаточного полива. Кроме выполнения щелей с переменной глубиной для этой цели можно использовать рельеф поля — необходимо стремиться к выполнению щелей 13 под углом к горизонталям. Этот угол должен быть минимальным, так как данный способ является также эффективным мероприятием для перехвата поверхностного и внутрипочвенного стока, возникающего вследствие выпадения осадков и весеннего снеготаяния.

При выпадении осадков, превышающих впитывающую способность, образуется поверхностный сток, который перехватывается выходами 14 каналов 13 и по ним поступает в щели 11.

Протекая по щелям 11 избыток поливной жидкости перераспределяется по площади, поля и впитывается в почву.

Равномерность увлажнения почвы и распределения биогенных элементов по площади I поля способствует увеличению урожайности и качества сельскохозяйственных культур. Особенно эффективен данный способ обработки по трассам бессточных дрен. Это связано с тем, что со временем засыпка траншеи бессточной дрены уплотняется и ее водоприемная способность снижается, что, в конечном счете, затрудняет нормальную работу всей системы.

• 1. Желязко, В.И. Эколого-мелиоративные основы орошения земель стоками свиноводческих комплексов /В.И.Желязко. — Горки: 2003. — 168с.
• 2. Желязко, В.И., Голченко, М.Г., Михальченко, Н.Н., Анженков, А. С. Повышение качества орошения животноводческими стоками за счет совершенствования дождевальных устройств /В.И.Желязко, М. Г. Голченко, Н. Н. Михальченко, А. С. Анженков. -// Вестник Белор. гос. сельхоз. академ. -2003. — № 4. С. 48−50. дождевание полив сток поле
• 3. Устройство для подготовки поля к поливу дождеванием: пат. 3284 Респ. Беларусь, МПК, А 01G 25 / 00 / Н. Н. Михальченко, В. В. Копытовский, В. И. Невдах, В. И. Желязко, Г. Н. Рудковская; заявитель УО «Белгоссельхозакадемия»; заявл. 26.06.2006; опубл. 16.10.2006 // бюл. / Нац. цэнтр 1нтэлектуал. уласнасц1. — 2006. — №. — С.