Микитюк Андрей Васильевич. Режим капельного орошения для получения гарантированного урожая фасоли пожнивно в условиях Краснодарского края

Краткое описание

Микитюк Андрей Васильевич. Режим капельного орошения для получения гарантированного урожая фасоли пожнивно в условиях Краснодарского края : диссертация ... кандидата технических наук : 06.01.02.- Краснодар, 2003.- 181 с.: ил. РГБ ОД, 61 03-5/3962-0

КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
На правах рукописи

МИКИТЮК Андрей Васильевич
УДК 631.67: 634.8
РЕЖИМ КАПЕЛЬНОГО ОРОШЕНИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ГАРАНТИРОВАННОГО УРОЖАЯ ФАСОЛИ ПОЖНИВНО В УСЛОВИЯХ КРАСНОДАРСКОГО КРАЯ
Специальность 06.01.02 - мелиорация, рекультивация и
охрана земель
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук
Научный руководитель - доктор технических наук, профессор Е.В. Кузнецов
Краснодар - 2003

СОДЕРЖАНИЕ
Стр.
ВВЕДЕНИЕ 6
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ПО РЕЖИМУ КАПЕЛЬНОГО ОРОШЕНИЯ ФАСОЛИ В УСЛОВИЯХ ЮГА РОССИИ 11
1.1 Оценка естественно-исторических условий для получения
гарантированного урожая бобовых пожнивно в условиях Красноармейского района Краснодарского края 11
1.1.1 Климатические условия 11
1.1.2 Осадки 12
1.1.3 Оценка температурного режима 13
1.1.4 Ветровые условия 14
1.1.5 Влажность воздуха 16
1.1.6 Геологическое строение района 16
1.1.7 Гидрогеологическое строение района 17
1.1.8 Почвенные условия 18
1.2 Особенности формирования водного режима при капельном
орошении 20
1.3 Обоснование выращивания фасоли, как культуры второго урожая
в год 27
1.3.1 Краткое описание рода Phaseolus vulgaris (L.) Savi 27
1.3.2 Требования фасоли к свету 29
1.3.3 Требования фасоли к теплу 29
1.3.4 Требования фасоли к влаге 30
1.3.5 Особенности возделывания фасоли в различных регионах 31
1.4 Методы гидравлического расчета поливных трубопроводов
систем капельного орошения 33
Задачи исследований 36

2. ВЕГЕТАЦИОННЫЕ ОПЫТЫ ПО РЕЖИМУ КАПЕЛЬНОГО ОРОШЕНИЯ ФАСОЛИ В УСЛОВИЯХ КРАСНОАРМЕЙСКОГО РАЙОНА КРАСНОДАРСКОГО КРАЯ 37
2.1 Схема и место проведения опытов 38
2.1.1 Общая схема вегетационных опытов 38
2.1.2 Место проведения исследований и опытная установка 39
2.2 Методика и результаты вегетационных опытов 41
2.2.1 Методика вегетационных опытов 41
2.2.2 Исследование влияния поливной нормы на темп роста фасоли и
ее продуктивность 43
2.2.3 Исследование влияния режима капельного орошения на водопотребление фасоли 47
2.2.4 Исследование влияния режимов капельного орошения фасоли на электропроводность почвы 50
Выводы 58
3. ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМА КАПЕЛЬНОГО ОРОШЕНИЯ ФАСОЛИ ПРИ ПОЛУЧЕНИИ ГАРАНТИРОВАННОГО УРОЖАЯ В УСЛОВИЯХ КРАСНОАРМЕЙСКОГО РАЙОНА 60
3.1 Схема и методика полевых исследований 60
3.1.1 Схема и место проведения опытов 60
3.1.2 Методика исследований 62
3.2 Обоснование поливной нормы при режиме капельного орошения 64
3.2.1 Теоретические предпосылки для вывода формулы поливной
нормы при режиме капельного орошения 64
3.2.2 Исследование изменения влажности почвы в зависимости от продолжительности межполивного периода 68
3.2.2.1 Результаты исследований водно-физических свойств почв СПК "Полтавский" Красноармейского района 68

3.2.2.2 Исследование динамики изменения влажности почвы при режиме капельного орошения
3.2.3 Формула для расчета поливной нормы при режиме капельного орошения сельскохозяйственных культур
3.3 Методика расчета режима капельного орошения
3.3.1 Уточнение методики расчета режима капельного орошения фасоли
3.3.2 Результаты полевых исследований по режиму капельного орошения фасоли
Выводы
4. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАСЧЕТА СИСТЕМЫ КАПЕЛЬНОГО ОРОШЕНИЯ ДЛЯ РАВНОМЕРНОГО ПОЛИВА ФАСОЛИ
4.1 Исследования расходной характеристики капельницы «Молдавия - 1»
4.1.1 Оценка измерений расхода капельницы «Молдавия - 1»
4.1.2 Исследование расходной характеристики капельницы «Молдавия - 1»
4.2 Исследование коэффициента гидравлического трения в поливном полиэтиленовом трубопроводе системы капельного орошения
4.2.1 Оценка измерений коэффициента гидравлического трения в ПТ
4.2.2 Исследование коэффициента гидравлического трения в поливном трубопроводе при режиме капельного орошения фасоли
4.3 Методика гидравлического расчета систем капельного орошения
бобовых культур
Выводы
5. ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ РЕЖИМА КАПЕЛЬНОГО ОРОШЕНИЯ ФАСОЛИ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ГАРАНТИРОВАННОГО УРОЖАЯ ПОЖНИВНО

5.1 Требования фасоли к почве при выращивании гарантированного урожая пожнивно 120
5.2 Совершенствование технологии возделывания фасоли при различных режимах орошения 121
5.2.1 Режим капельного орошения 123
5.2.2 Режим мелкодисперсного дождевания (МДД) фасоли 123
5.2.3 Полив по бороздам 125
5.3 Методика гидравлического расчета поливной сети трубопроводов 127
5.4 Методика расчета режимов орошения фасоли для получения гарантированного урожая пожнивно 132
5.4.1 Режим капельного орошения 132
5.5 Результаты исследования влияния режимов орошения на плодородие почв и качество урожая 135

Список литературы

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
150
1. Исследовано влияние поливной нормы при режиме капельного оро¬шения на продуктивность фасоли. Установлено, что при m = 55 м3/га биоло¬гическая урожайность фасоли пожнивно на фоне органических удобрений составила 4,87 т/га.
2. Уточнена методика расчета режима капельного орошения, которая при определении оросительной нормы подекадно учитывает проекции роста побегов фасоли на площадь полива по фазам вегетации, корректируя межпо¬ливной период и сроки полива в зависимости от метеорологических условий.
3. Произведено сравнение режимов капельного орошения, мелкодис¬персного дождевания и полива по бороздам фасоли по затратам ороситель¬ной воды и способам подачи воды на участок в Красноармейском районе Краснодарского края. Дискретная подача воды расходом 4 л/час в виде ка¬пель на почву обеспечивает в условиях пожнивной культуры наилучшее ка¬чество бобов и наибольший урожай фасоли.
4. В результате исследований по впитыванию воды в почву при режиме капельного орошения, получена формула (3.2) для вычисления поливной нормы, которая учитывает динамику влажности в корнеобитаемом слое (кон¬турах увлажнения).
5. Установлено, что фасоль при режиме капельного орошения показы¬вает себя более лучшим мелиорантом, чем при режимах мелкодисперсного дождевания и полива по бороздам. Содержание макроэлементов в почве по¬сле выращивания фасоли при режиме КО увеличилось по сравнению с мел¬кодисперсным дождеванием и поливом по бороздам. После режима КО азот в форме N-NH4 увеличился на 11,8; азот - N-NO3 - 13,5; фосфор — 10,2; калий - 12,1 % соответственно по отношению к поливу по бороздам.
6. Усовершенствована технология режима КО, на которую получен па¬тент № 2132123 РФ. Она включает заделку бобов фасоли на глубину 2-4 см, внесение перед посадкой органического удобрения в виде подстилочного на¬

151
воза из расчета 20 т/га, создание водного режима почвы капельным орошени¬ем при поливной норме 55 м3/га и межполивном периоде 4 суток, при этом подкармливают минеральными удобрениями в фазах 1 и 5 листьев.
7. Исследовано изменение электропроводности почвы при капельном орошении фасоли в зависимости от влажности в течение вегетационного пе¬риода. Установлена корреляционная связь между удельным электрическим сопротивлением и влажностью почвы, которую можно использовать для на¬значения сроков полива.
8. Усовершенствована методика гидравлического расчета системы ка-пельного орошения для равномерного полива фасоли. Получены формулы (4.26) для определения потери напора и (4.30) для коэффициента гидравличе¬ского трения в поливных полиэтиленовых трубопроводах при Re = 2320...40000, учитывающие нелинейную закономерность изменения средней скорости потока по длине ПТ.
9. При эколого-экономическом сравнении режимов орошения выращи¬вания гарантированного урожая фасоли пожнивно получено, что чистый дисконтированный доход при режиме КО составил 111,3 тыс. руб., а индекс доходности инвестиций - 1,72. Для остальных режимов полива фасоли ЧДД и ИД значительно ниже.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ
152
1. При выборе режима орошения в экстремальных условиях для выра¬щивания сельскохозяйственных культур во второй половине лета пожнивно следует учитывать климатические факторы района в этот период - темпера¬туру, продолжительность теплого (вегетационного) периода; осадки; влаж¬ность воздуха; направление и силу ветра; почвенные условия; гидрологиче¬ский режим грунтовых вод; химический состав оросительной воды.
2. При расчете режима орошения фасоли необходимо учитывать биоло-гические особенности развития растений по фазам вегетации, что обеспечит дополнительную экономию водных ресурсов и оптимальный водно¬воздушный режим мелиорируемых почв.
3. При капельном орошении фасоли и дефиците водных ресурсов в экс-тремальных климатических условиях необходимо применять дискретную по¬дачу воды малыми порциями в зависимости от водно-физических свойств почв.
4. При проектировании системы КО фасоли необходимо применять тру-бопроводы из стабилизированного полиэтилена высокого давления. Для гид-равлического расчета системы капельного орошения фасоли следует исполь¬зовать уточненную методику, учитывающую равномерное распределение во¬ды по площади полива.