Расчет режима орошения картофеля в Тарбагатайском районе дождеванием

Подпочвенное  орошение – это способ орошения, при котором вода поступает по капиллярам непосредственно в корнеобитаемый слой почвы из системы подпочвенных увлажнителей (керамических труб с  открытыми стыками или пористых, кротовых дрен), а поверхностные горизонты увлажняются за счет восходящего капиллярного передвижения влаги. Для проведения подпочвенного орошения строят специальные системы с оросительной сетью из трубопроводов или используют осушительные системы, которые оборудуют шлюзами. На каналах шлюзы закрывают весной при спаде паводка (предупредительное шлюзование) или периодически летом (увлажнительное шлюзование). В последнем случае в систему обязательно подаётся вода из водоисточника, т.к. летнего стока для увлажнения недостаточно. При закрытых шлюзах сток прекращается, и почва увлажняется путём инфильтрации воды из каналов и дрен. Техника подпочвенного орошения позволяет полностью автоматизировать процесс полива.

 

При капельном  орошении вода по разветвленной сети пластмассовых трубочек подается через  капельницы непосредственно к каждому  растению. Капельные линии подразделяют на капельные трубки и капельные  ленты. В первом случае имеют в  виду цельные полиэтиленовые трубки диаметром от 16 до 20 мм, с толщиной стенки от 100 микрон до 2 мм с прикрепленными к ним капельницами (наружными, накладными или интегрированными - встроенными внутрь). Лентами же называют капельные линии, изготовленные из полоски полиэтилена, сворачиваемой в трубку и склеенной или сваренной термическим способом. При склейке/сварке внутри шва оставляют свободными от клея/сварки микропространства, которые в свою очередь образуют необходимые компоненты капельницы - фильтрующие отверстия, лабиринт превращения ламинарного потока в турбулентный.

Капельное орошение можно использовать в любом  месте, где растениям необходима вода, например, в садах, огородах, теплицах, на фермах. Это оросительная система, в которой используются высокие  технологии. Не оказывая никакого давления на растения при отсутствии влаги, вода подается с частыми интервалами  на корни растений. Таким образом, минимизируются эксплуатационные расходы, увеличиваются урожаи и сохраняется  состав почвы. Для капельного орошения требуется различное оборудование: насосная установка для перекачивания  воды от источника к месту орошения, основной трубопровод, подсоединенный к насосу, второстепенная линия и  трубы капельного орошения с капельницами внутри, установленные сбоку.

Кроме этого, вода содержит множество частиц при  перекачке от источника. Песок, осадочные  минералы и плавающие частицы  начинают собираться внутри тонкоканальной капельницы и в скором времени  забивают ее. Для того, чтобы предотвратить  это, на систему необходимо установить гидроциклоны и фильтры перед  применением оросительных труб. Фильтры  необходимо регулярно очищать. Очищенная  вода обеспечивает более долгий срок службы труб.

                

                 

2. Характеристика Тарбагатайского района.

 

Результаты  хозяйственной деятельности организации  во многом зависят от природно-климатических  условий, поскольку дожди, засуха, морозы и другие природные явления могут  значительно уменьшить сбор урожая.

Тарбагатайский  район расположен по Мухоршибирскому  тракту в 46 километрах от города Улан-Удэ. Район граничит: на севере с городом  Улан-Удэ (Октябрьский район), на востоке  с Заиграевским районом, на юге - с  Мухоршибирским и Селенгинским районом, на западе по реке Селенге с Иволгинским. Район расположен в Селенгинском среднегорье Байкальской горной страны. Местность в основном высокая, гористая. Низких мест сравнительно мало. Занимаемая площадь - 330403 га.

 Климат резко континентальный, характеризуется большими амплитудами колебаний температур, среднегодовая температура воздуха имеет отрицательную величину. Зима длительная, морозная и малоснежная с высоким атмосферным давлением. Безморозный период составляет 85-92 дня.

Сильные ветры сдувают снег с открытых мест и земля глубоко промерзает. Малая глубина снежного покрова  и низкие температуры обуславливают  глубокое промерзание почв: от 20 см в октябре и до 2-х метров в феврале.

Преобладающими  ветрами являются западные и юго-западные, скорость ветра порой достигает 15 км/сек и более.

Среднегодовое количество осадков составляет 230-250 мм. Ранневесенние засухи и частый возврат холодов, малое количество осадков, которые в основном выпадают в период конец июля - середина августа, обуславливают рискованность земледелия.

Глубина снежного покрова составляет в среднем  всего 10-15 см. Снежный покров устанавливается в районе в последней декаде ноября, а в горах на 1-1,5 месяца раньше. Малая глубина снежного покрова и низкие температуры обуславливают глубокое промерзание почв: от 20 см в октябре до 2-х метров в феврале. Территория района относится к засушливой зоне. Для всего района характерно обилие солнечных дней, сухость воздуха и малая облачность.

Рельеф. Значительную часть территории занимают хребты с разветвленными и межгорными долинами. Максимальная высота над  уровнем моря 1800-2000 м, минимальная 540 м. Наиболее крупный Курбинский хребет (1746 м над уровнем моря) является водоразделом реки Курбы с одной стороны и реки Она с другой. Худакский хребет - 1327 м, Замагта 1280м над уровнем моря. Все хребты массивные, плосковершинные, имеют большое количество куполообразных вершин и грив, покрытых лесом.

Большая часть территории Тарбагатайского района покрыта лесом. Леса Тарбагатайского района входят в водоохраную зону озера Байкал и отнесены к Забайкальскому горно-таежному району. Все леса района отнесены к горным. В геоморфологическим отношении рельеф основной части территории района расчленен и представлен горами средней высоты.

Горные  образования сложены гнейсами, кристаллическим  стланцем, известняками, гранитами  и базальтами, выходящими на поверхность. Менее распространены осадочные  горные породы, которые лежат пластами различной мощности по долинам рек  и нижним частям склонов гор.

Почвы. В  силу различия высот местности, контрастности  рельефа и геологического строения здесь имеется чрезвычайно большое  разнообразие типов почв. Почвенный  покров: преобладают маломощные хрящевато-щебнистые  каштановые почвы, формирующиеся на маломощных скелетных отложениях. Основными  типами почв являются светлые, слабоподзолистые суглинки, супеси и пески с примесью гравия, а местами валунов и  скалистого камня вулканического происхождения. Встречаются выхода известняков, которые  залегают гнездами в горных породах. На крутых склонах преобладают каменисто-скелетные  почвы, едва прикрытые гумусовым  горизонтом, с выходом камней на поверхность в виде каменистых россыпей. В нижних частях склонов почвенный  слой более глубокий и более перегноем  за счет переноса почвенных частиц с верхних склонов. На верхних  частях склонов почвенный слой ничтожно мал.

В долинах  рек распространены торфянистые  и торфяно-перегнойные почвы. По степени увлажнения, за исключением  долинных почв, преобладают сухие  и реже свежие почвы.

Наиболее  распространены песчаные и супесчаные щебенистые почвы со слабо развитым гумусовым горизонтом. Местами встречаются  дерново-луговые почвы и солончаки.

На распределение  почв и растительности большое влияние  оказывает экспозиция. Склоны южных  экспозиций представлены слабооподзоленными песками и супесями и заняты на второстепенных хребтах и высотах, не превышающих 1000 м, сосновыми древостоями.

Из существующих эрозионных процессов на территории района получила распространение водная эрозия.

Сильно  подвержены водной эрозии участки вырубок (2-3 лет), лесовозные дороги и трелёвочные  волока. Отсутствие растительности на них способствует интенсивному стоку  воды, как при снеготаянии, так  и в период летних ливневых дождей, что приводит к резкому размыву  почвы и образованию оврагов.

Эрозионным  процессам способствуют лесные пожары, которые нередко переходят в  верховые, оголяя от леса большие площади.

По природно-климатическим  условиям территория хозяйства относится  к сухостепной зоне, с резкой континентальной  температурного режима и малым количеством  атмосферных осадков. Среднегодовое  количество осадков - 246 мм, 80 % которых приходится на вегетационный период растений. Распределение осадков по времени неравномерное, так в апреле-июне выпадает около 21 % всего количества годовых осадков, в июле-августе- 55-60%, сентябре-октябре - примерно 14%, а в ноябре-марте - 8-12%. Преобладающее направление ветров - юго-западное и северо-западное. Наибольшее количество дней со скоростью ветра более 15 м/с приходится на осенне-зимний период. Период со среднесуточной температурой выше 10°С составляет 108 дней. Сумма положительных температур за этот период составляет 17110°С. Весна ветреная. Ветра имеют северо-западное и северо-восточное направление. Лето - короткое, жаркое. Максимальная температура +40,2°С.Весна и первая половина лета - засушлива, основная масса осадков в году приходится на июль - август. Средняя продолжительность безморозного периода - 117 дней. Среднемесячная температур0а воздуха в июле составляет +19,4°С. Зима холодная, умеренно суровая средняя температура января изменяется от - 30,6°С до - 40,3°С.Снежный покров распределяется от 12 до 30 см и удерживается в течение 4 - 05 месяцев. Замерзание почвы, то есть переход температуры почвы ниже 0°С происходит в середине-конце октября. Первые осенние заморозки наступают 0в начале сентября, последние весенние заморозки продолжаются до конца мая.

Социально–экономическая ситуация в агропромышленном комплексе  Тарбагатайского района остается крайне сложной.

У большинства  сельских товаропроизводителе отсутствуют  возможности для приобретения техники, минеральных удобрений, происходит выбытие основных фондов, особенно их активной части. В районе 85099 га сельскохозяйственных угодий, из них 43452 га пашни, 5001 га сенокосов  и 32809 га пастбищ. В агропромышленном комплексе района занято около 77 % всех работающих в сфере материального  производства.

В настоящее  время в районе функционируют 12 агроформирований из них 3 – ПСК, 7 – СПК, 2- ЗАО. За ними закреплено сельскохозяйственных угодий 65983 га, в том числе пашни – 35636 га. Так как район является пригородной зоной, сельскохозяйственные предприятия специализируются в  основном на производстве цельного молока, картофеля и овощей. В районе 30 крестьянских хозяйств, за которыми закреплено сельскохозяйственных угодий - 604 га в  том числе пашни – 523. Возросло значение личного подсобного хозяйства. Количество личных подсобных хозяйств в районе составляет 5984.

Развитие  растениеводства в районе в большей  степени, чем другие отрасли, зависит  от природных условий, так как  район отличается крайне засушливым климатом, более низким плодородием  почв по сравнению с другими районами республики.

По состоянию  на 1 января 2005г. наблюдается сокращение производства животноводческой продукции. Положительная динамика прироста поголовья  скота наблюдается только в личных подсобных хозяйствах населения  района. За счет данного сектора  фактически удалось остановить в 2004 году сокращение поголовья скота. Сокращение численности поголовья скота  привело к уменьшению объемов  производства продукции животноводства. Увеличение произошло только по поголовью  овец и коз на 11,2% В настоящее  время отрасль овцеводства начинает возраждаться в отдельных хозяйствах района.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Расчет режима орошения.

 

 

Вариант №7

 

Культура  – картофель. Район возделывания – Тарбагатайский.

Дано: урожай клубней (У) – 25.0 т/га; почва каштановая, средний суглинок, объемная масса (d) активного слоя (h) – 0.5 м = 1.33 г/см³, наименьшая влагоемкость слоя (h) – 0.5 м = 19.5% массы сухой почвы (β_нв). Нижний порог увлажнения слоя – 0.5 м (h) – 70% НВ (β_ноп).

Коэффициент использования осадков за вегетационный  период по декадам представлен в  таблице 2. коэффициент водопотребления  картофеля (К_в) = 200-250 м³/т. Коэффициент насыщения почвы влагой перед посадкой (К_н) = 0.70-0.75. Коэффициент использования почвенной влаги (К_и) = 0.6.

Техника для полива – ДДА-100 МА.Площадь  орошения 50 га,  расход воды дождевальной машиной Q = 130 л/с. 

Предшественник  – зерновые. Глубина залегания  уровня грунтовых вод = 5-10 м. КПД оросительной системы = 0.8.Слой воды за один проход агрегата составляет 7 мм.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Порядок выполнения расчетов

 

Расчет  сроков и норм полива каждой культуры производят по формам, указанным в  таблицах 1 и 2, после чего составляют расчетный график для определения  норм и сроков полива.

С учетом местных почвенно-климатических  условий поливного участка изменение  запасов воды (м³/га) в активном слое почвы рассчитывают по упрощенному уравнению водного баланса. Испарение с поверхности почвы и транспирация влаги растениями в сумме составляют суммарное водопотребление: Е = Е_п + Т_р, где:

Е – суммарное водопотребление культуры, м³/га;

Е_п – испарение с поверхности почвы, м³/га;

Т_р – испарение растениями (транспирация), м³/га.

Осадки, влияющие на изменение влажности  почвы, учитываются коэффициентом  их использования К_о.

Просачивания  оросительной воды при поливах ниже корнеобитаемого слоя не происходит, если поливы проводятся оптимальной  нормой, поэтому фильтрацию воды не учитывают, т.е. Ф>0. Кроме того, при  расчете динамики влажности почвы  по декадам конденсация водяных  паров в порах почвы также  не учитывается (W_k = 0).

Поступление грунтовых вод в корнеобитаемый слой почвы для всех вариантов  заданий также не учитывается, т.к. уровень грунтовых вод находится  на глубинах 5-10 м, т.е. грунтовые воды находятся на глубине больше максимальной высоты капиллярного поднятия (Н_к). Отсюда Е_г = 0.

С учетом указанных особенностей уравнение  водного баланса можно записать в следующем виде: Е = 10 х К₀ х О + W + М_ор, где:

10 – коэффициент  перевода осадков из мм в  м³/га;

О – осадки, мм;

К_о – коэффициент использования осадков;

М_ор – оросительная норма, м³/га;

W – доступный запас влаги, м³/га.

Доступный запас влаги в слое прироста корневой системы определяют по зависимости: W = 100 x h_y x d x β_нв x К_н х К_и, м³/га, где:

h_y – прирост корневой системы в декаду, м;

d – объемная масса почвы, г/см³;

β_нв – наименьшая влагоемкость, % массы сухой почвы;