close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Научно-экспериментальное обоснование повышения эффективности технологических процессов и технических средств локального орошения в овощеводстве открытого и закрытого грунта

код для вставкиСкачать
На правах рукописи
БОЧАРНИКОВ Виктор Сергеевич
НАУЧНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ
ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ
ПРОЦЕССОВ И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ЛОКАЛЬНОГО
ОРОШЕНИЯ В ОВОЩЕВОДСТВЕ ОТКРЫТОГО
И ЗАКРЫТОГО ГРУНТА
Специальность: 06.01.02 – Мелиорация, рекультивация и охрана земель
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
доктора технических наук
Волгоград 2016
1
Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном
учреждении высшего образования «Волгоградский государственный
аграрный
университет»
Научный консультант:
Овчинников Алексей Семенович,
доктор сельскохозяйственных наук,
профессор, член-корреспондент РАН
Официальные оппоненты:
Щедрин Вячеслав Николаевич,
доктор технических наук, профессор, академик РАН, ФГБНУ «Российский научноисследовательский институт проблем мелиорации», директор;
Гостищев Дмитрий Петрович,
доктор технических наук, профессор, ФГБОУ
ВО «Государственный университет по землеустройству», профессор кафедры «Почвоведение, экология и природопользование»;
Кравчук Алексей Владимирович,
доктор технических наук, профессор,
ФГБОУ ВО «Саратовский государственный
аграрный университет имени Н.И. Вавилова»,
профессор кафедры «Природообустройство и
водопользование»
Ведущая организация:
Федеральное государственное бюджетное
научное учреждение «Всероссийский научно-исследовательский институт систем
орошения и сельхозводоснабжения "Радуга"
Защита диссертации состоится «12» декабря 2016 года в 10 часов 15 минут на
заседании диссертационного совета Д 220.008.02 при федеральном государственном
бюджетном образовательном учреждении высшего образования «Волгоградский
государственный аграрный университет» по адресу: 400002, г. Волгоград, Университетский проспект, 26, ауд. 303Д.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Волгоградского государственного аграрного университета и на официальном сайте www.volgau.com.
Автореферат разослан «___»______________ 2016 года
Ученый секретарь
диссертационного совета
Седов Алексей Васильевич
2
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы исследований. Ежегодно в России производится около 15 млн. т продукции овощеводства, из них около 600 тыс. т – в условиях закрытого грунта, однако, обеспеченность населения овощами все еще не достаточна.
Обеспечение населения овощной продукцией высокого качества и в необходимых
объемах при непрерывной интенсивной нагрузке на агроэкосистемы - сегодня одна
из наиболее сложных проблем овощеводства, имеющих важнейшее научное, экономическое и социальное значение.
В последние годы в стране четко прослеживается тенденция развития средних и мелких овощеводческих фермерских хозяйств, особенно в южных регионах,
где производство овощной продукции, как в открытом, так и в закрытом грунте,
достаточно эффективно при условии использования орошения. Сложившиеся
условия дефицита и высокой стоимости энергетических, водных и трудовых ресурсов накладывают определенные ограничения на использование всех видов и
технологий орошения, особенно на ограниченных по площади участках и в небольших теплицах.
На сегодняшний день существует необходимость значительной модернизации
применяющихся технологий орошения овощных культур в открытом грунте и теплицах на основе использования научных разработок, направленных на устранение
недостатков различных способов полива, таких как высокая энергоемкость, нерациональное использование оросительной воды, низкая производительность труда, значительные капитальные и эксплуатационные затраты.
Одним из направлений повышения эффективности отрасли овощеводства
является решение проблемы, связанной с глубоким изучением и внедрением современных ресурсосберегающих научно-обоснованных технологий, технических
приемов и средств полива, обеспечивающих минимизацию затрат и получение
высоких стабильных урожаев высококачественной овощной продукции. К наиболее эффективным мелиоративным технологиям относятся способы локального
полива, в частности, внутрипочвенное, капельное и комбинированное орошение.
Теоретические и экспериментальные исследования способов локального орошения
в открытом и закрытом грунте являются очевидным фактором ресурсосбережения и имеют большое научное и практическое значение.
Более широкое внедрение и использование всего потенциала локального
орошения ограничено отсутствием комплексных систематизированных исследований, касающиеся расчета, проектирования и эксплуатации таких систем, определения оптимальных параметров увлажнительной сети, водного режима почвы,
снижения непродуктивных потерь оросительной воды для различных почвенноклиматических условий, научно-обоснованных производственных рекомендаций
для отрасли овощеводства открытого и закрытого грунта.
Актуальность исследований подтверждается их соответствием задачам
Государственной программы развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2013 - 2020 годы и федеральной целевой программы «Развитие мелиорации земель сельскохозяйственного назначения России на 2014-2020 годы».
Научная гипотеза заключалась в том, что установленные оптимальные
взаимосвязи между конструктивными особенностями увлажнительной сети, качественными показателями использования оросительной воды, ресурсозатратами и
продуктивностью овощных культур позволят обеспечить повышение эффективности технологических процессов и технических средств локального орошения.
3
Степень разработанности темы исследований. Исследования технологии
локального орошения, в частности, внутрипочвенного и капельного способов полива, а также мелкодисперсного дождевания при выращивании сельскохозяйственных культур в разные годы проведены учеными Айдаровым И.П., Ахмедовым А.Д., Боровым Е.П., Бородычевым В.В., Григоровым М.С., Дубенком Н.Н.,
Головановым А.И., Гостищевым Д.П., Игнатенком Ф.В., Канардовым В.И., Кружилиным И.П., Кузьминым Н.М., Лобойко В.Ф., Майером А.В., Назаряном А.Г.,
Овчинниковым А.С., Ольгаренко В.И., Пантелеевым Ю.Г., Семененко С.Я., Ткаченко М.И., Хамраевым М.Р., Ходяковым Е.А., Храбровым М.Ю., Шкурой В.Н.,
Шульгиным Д.Ф., Ясониди О.Е. и др. Однако, в приведенных работах, а также в
исследованиях других авторов содержится недостаточное количество данных, характеризующих комплексное обоснование применения внутрипочвенного, капельного и комбинированного орошения на основе оптимального выбора конструктивных параметров увлажнительной сети и оценки показателей распределения влаги в почвенном профиле при возделывании овощных культур в открытом
грунте и теплицах для различных почвенно-климатических условий.
Цель исследований – повышение эффективности технологических процессов и технических средств внутрипочвенного, капельного и комбинированного орошения с целью получения высоких стабильных урожаев овощных культур
в условиях открытого и закрытого грунта для различных почвенноклиматических условий.
Достижение указанной цели предполагает решение следующих задач:
- анализ общих проблем овощеводства, научного и производственного
опыта применения ресурсосберегающих технологий и технических средств локального орошения, а также существующих методик расчета их основных параметров при возделывании овощных культур в открытом и закрытом грунте;
- проведение экспериментальных исследований и определение зависимостей для оценки гидравлических характеристик внутрипочвенных увлажнителей,
влияния на равномерность увлажнения орошаемого массива конструктивных параметров увлажнительной сети и их оптимизация, исследование структуры и динамики контуров увлажнения, влияния на них мульчирования как агротехнического приема при внутрипочвенном и капельном орошении;
- определение влияния водосберегающих технологий локального орошения на показатели продуктивности томатов и сладкого перца, водопотребление
овощных культур и эффективность расходования оросительной воды, разработка
модели управления водным режимом почвы и элементов технологии возделывания овощных культур при внутрипочвенном, капельном и комбинированном
орошении;
- оценка экономической эффективности способов локального орошения при
возделывании овощных культур.
Научная новизна состоит в определении зависимостей и получении математических моделей, уточняющих методики гидравлических расчетов систем
внутрипочвенного орошения и позволяющих определять гидравлические характеристики увлажнительных сетей, а также их оптимальные параметры в зависимости от конструктивных особенностей для различных почвенно-климатических
условий, исследовании структуры зоны увлажнения и определении закономерностей ее формирования в зависимости от влажности почвы, конструкции увлажнителей и влияния мульчирования как агротехнического приема, получении модели,
4
позволяющей определять параметры зоны увлажнения в интервалах между поливами при внутрипочвенном и капельном орошении для различных почвенноклиматических условий, разработке водосберегающих технологий внутрипочвенного, капельного и комбинированного орошения, позволяющих получать высокие
стабильные урожаи томатов и сладкого перца при значительной экономии оросительной воды в открытом грунте и теплицах, создании теоретической модели оптимального управления водным режимом почвы при орошении, характеризующейся повышением точности прогнозных и ретроспективных расчетов определения суммарного водопотребления сельскохозяйственных культур. Новизна предложенных технологических приемов и технических решений подтверждается патентами РФ на изобретение.
Теоретическая и практическая значимость работы. На основании проведенных исследований теоретически обоснована и практически доказана эффективность применения внутрипочвенного, капельного и комбинированного орошения в условиях открытого и закрытого грунта для различных почвенноклиматических зон. Предложены новые технические и технологические решения,
направленные на повышение эффективности локальных способов полива. Разработанные водосберегающие технологии позволяют получать до 13,3 кг/м 2 тепличных томатов, до 75,3 т/га плодов сладкого перца и до 112,1 т/га томатов в открытом грунте при значительной экономии оросительной воды и высокой экономической эффективности производства. Разработанные теоретические положения, математические модели, практические результаты и рекомендации могут
быть использованы при проектировании, строительстве и эксплуатации систем
локального орошения научными и проектными организациями, а также на предприятиях отрасли овощеводства.
Методология и методы исследования. Экспериментальные исследования
проводились на основании стандартных общепринятых методик лабораторных и
лабораторно-полевых исследований. Теоретические исследования выполнены с
использованием методов математического и статистического анализов, а также
теории планирования эксперимента, с применением компьютерных средств обработки полученных данных.
Положения, выносимые на защиту:
- зависимости гидравлических характеристик увлажнителей от конструктивных особенностей систем внутрипочвенного орошения и выбор их оптимальных параметров;
- исследование структуры зоны увлажнения и определение закономерностей ее формирования в зависимости от влажности почвы, конструкции увлажнителей и влияния мульчирования как агротехнического приема при внутрипочвенном и капельном орошении;
- элементы технологии комбинированного орошения овощных культур;
- оценка влияния водосберегающих технологий локального орошения на
показатели продуктивности томатов и сладкого перца, водопотребление овощных
культур и эффективность расходования оросительной воды;
- модель управления водным режимом почвы при орошении;
Степень достоверности результатов исследований. Исследования выполнены на кафедре «Прикладная геодезия, природообустройство и водопользование» Волгоградского ГАУ в 2003-2015 гг. Достоверность результатов исследований подтверждается большим объемом экспериментальных данных, получен-
5
ных в результате многолетних лабораторно-полевых исследований, выполненных
на основании современных апробированных методик с использованием современных методов компьютерной математической обработки программными средствами MS Excel, Mathcad, Statistica. Результаты исследований прошли производственную проверку и успешно внедрены в КФХ «Ксюша» Среднеахтубинского района и КФХ «Садко» Дубовского района Волгоградской области.
Апробация результатов исследований. Результаты исследований и основные положения диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены
на международных и всероссийских научно-практических конференциях в Волгоградском ГАУ (г. Волгоград, 2004-2015); НижнеВолжском НИИ сельского хозяйства (г. Волгоград, 2006); Саратовском региональном институте повышения
квалификации специалистов АПК (г. Саратов, 2006 г.); Российском НИИ проблем мелиорации (г. Новочеркасск, 2006); Прикаспийском НИИ аридного земледелия (с. Соленое Займище, 2007-2015); Мещерском филиале ВНИИГиМ им.
А.Н. Костякова (г. Рязань, 2008); Поволжском НИИ эколого-мелиоративных технологий (г. Волгоград, 2010); Горском ГАУ (г. Владикавказ, 2012); ВНИИ «Радуга» (г. Коломна, 2012); Башкирском ГАУ (г. Уфа, 2012); Дагестанском ГАУ (г.
Махачкала, 2012); Елецком госуниверситете (г. Елец, 2012); Московском государственном университете природообустройства (г. Москва, 2012); Курганской
ГСХА (г. Курган, 2012); Алтайском ГАУ (г. Барнаул, 2013); Новочеркасской
ГМА (г. Новочеркасск, 2013); Государственном аграрном университете Молдовы
(г. Кишинев, 2013); Саратовском НИИ сельского хозяйства Юго-Востока (г. Саратов, 2012, 2014).
Выполненные по материалам диссертационной работы разработки, дважды
(2012, 2015) экспонировались на Всероссийской агропромышленной выставке
«Золотая осень», где были удостоены золотой и серебряной медалей.
Публикации результатов исследований. Основные научные результаты
диссертации опубликованы в 93 печатных работах, в том числе 20 работ в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки России, получено 10 патентов РФ на
изобретение, 63 работы опубликованы в других журналах, сборниках научных
трудов, материалах конференций, в том числе 5 работ в зарубежных изданиях.
Общий объем публикаций составляет 36,4 п.л., в том числе авторских – 17,2 п.л.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 8 глав, заключения, списка использованной литературы. Содержание изложено на 404 страницах компьютерного текста и включает 55 таблиц, 154 рисунка и 7 приложений. Список использованной литературы включает 362 источника, в том числе 23 работы иностранных авторов.
Личный вклад соискателя состоит в личном участии в разработке программы исследований, постановке цели и задач исследований, планировании экспериментов и участии на всех этапах их проведения, формулировании основных
положений, выводов и рекомендаций.
Автор выражает искреннюю глубокую благодарность своему научному консультанту, доктору сельскохозяйственных наук, профессору, членукорреспонденту РАН Овчинникову Алексею Семеновичу, а также многим
коллегам, работникам Волгоградского ГАУ и Волгоградского филиала
ВНИИГиМ им. А.Н. Костякова, за ценные советы и помощь, оказанную при подготовке настоящей работы.
6
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении отмечается актуальность темы исследований, степень ее разработанности, научная новизна, теоретическая и практическая значимость, сформулированы цель и задачи исследований, положения, выносимые на защиту, приводится
методология и методы исследований, степень достоверности результатов и их апробация.
В первой главе «Общая постановка проблем овощеводства и пути их решения» проведен анализ современного состояния овощеводства России, изучен научный и производственный опыт применения ресурсосберегающих
технологий
и технических средств внутрипочвенного и капельного способов полива при возделывании овощных культур в открытом и закрытом грунте. Дано обоснование
направлению, сформулированы цель и задачи исследований.
Во второй главе «Условия проведения экспериментов, объекты и методика исследований» сформулирована программа исследований, дана характеристика условиям проведения экспериментальных исследований, приводятся схемы опытов и методика проведения исследований.
Первый и второй экспериментальные участки располагались в северной части
Волго-Ахтубинской поймы на правом берегу реки Ахтуба.
Третий опытно-производственный участок расположен в Дубовском районе
Волгоградской области на правом берегу реки Волга.
Волгоградская область в целом характеризуется сухим резким континентальным климатом и в связи со своим географическим месторасположением часто подвергается отрицательным воздействиям погодно-климатических факторов: повышенного термического режима, низкой влагообеспеченности, засухи, суховеев, заморозков. Такие климатические условия способствуют значительному затруднению
аграрного производства, снижению рентабельности при возделывании сельскохозяйственных культур в случае отсутствия специализированных агротехнических мероприятий.
На первом опытно-производственном участке объект исследований представляет собой систему внутрипочвенного орошения, выполненную в ангарных грунтовых весенних пленочных теплицах, имеющих размер в плане 12х50 м и высоту 3,8
м, общей площадью 0,18 га с различными типами конструкций увлажнительной сети. Установка теплиц производилась на грунте, представляющим собой естественные пойменные слоистые супесчаные почвы, которые согласно результатам анализа
почвенного разреза, в этой части Волго-Ахтубинской поймы являются типичными.
На участке проведения исследований, весь активный слой составляют легкие,
средние суглинки и супеси. Содержание гумуса в слое 0-0,06 м в среднем составляет
1,24 %. Почвенный раствор практически нейтрален. Плотность сложения в слое 00,6 м изменяется от 1,17 до 1,33 т/м3, значение наименьшей влагоемкости от 16,4 до
20,4 % от массы а.с.п., скважности от 45,9 до 51,1 %.
На посадках тепличных томатов гибрида Илдиго F1 были проведены исследования с тремя типами конструкций внутрипочвенных увлажнителей: I тип – внутрипочвенные увлажнители, выполненные из полиэтиленовых труб диаметром 40 мм,
имеющих точечную перфорацию диаметром 2,0 мм, расположенную в шахматном
порядке при шаге 0,2 м; II тип – внутрипочвенные увлажнители, выполненные из полиэтиленовых труб диаметром 32 мм, имеющих точечную перфорацию диаметром 1,5
7
мм, расположенную в шахматном порядке при шаге 0,2 м. Увлажнители оборудованы
противофильтрационным экраном из полиэтиленовой пленки снизу шириной 0,3 м. III
тип - внутрипочвенные увлажнители, выполненные из полиэтиленовых труб диаметром 20 мм, имеющих точечную перфорацию диаметром 1,0 мм, расположенную
в шахматном порядке при шаге 0,2 м. Увлажнители оборудованы экраном из полиэтиленовой пленки сверху шириной 0,2 м, предохраняющим от заиления, и противофильтрационным экраном, в виде полосы полиэтиленовой пленки шириной 0,3 м
снизу.
Длина увлажнителей на всех опытных вариантах составляет 48,0 м, расстояние между ними 1,2 м. Глубина укладки составляет 0,30 м, уклон увлажнителей
0,001.Схема опыта полевых исследований предусматривала варианты А, В, С – исследование внутрипочвенного орошения при использовании I, II и III типа конструкции увлажнителей соответственно, при поддержании на всех вариантах предполивной влажности почвы на уровне 70, 80 и 90 % НВ.
Второй опытно-производственный участок, на площади 1 га, аналогично,
находится в подзоне аллювиальных слоистых супесчаных почв, характеризующихся
серой и бурой окраской, комковато-пылеватой структурой. Гумусовые горизонты
маломощны, его содержание в пахотном слое низкое. Реакция почвенной среды слабощелочная (рН 7,0 - 8,3). Плотность сложения в слое 0-0,8 м изменяется от 1,19 до
1,32 т/м3, значение наименьшей влагоемкости от 13,7 до 20,3 % от массы а.с.п.
Объектом исследований, на посадках сладкого перца сорта Белозерка, являлась оросительная система, состоящая из двух частей - систем внутрипочвенного и
капельного орошения. На участке внутрипочвенного орошения исследовались четвертый и пятый тип конструкции увлажнителей. IV тип – внутрипочвенные увлажнители, выполненные из полиэтиленовых труб диаметром 40 мм, имеющих точечную перфорацию диаметром 1,5 мм, расположенную в шахматном порядке с шагом
0,15 м. Увлажнители снизу оборудованы противофильтрационным экраном из полиэтиленовой пленки шириной 0,4 м и сверху экраном, предохраняющим от заиления
шириной 0,3 м. V тип – внутрипочвенные увлажнители, выполненные из полиэтиленовых труб диаметром 40 мм, имеющие точечную перфорацию диаметром 1,5 мм,
расположенную в шахматном порядке с шагом 0,15 м. Увлажнители оборудованы
снизу противофильтрационным экраном из полиэтиленовой пленки шириной 0,4 м.
Сверху увлажнитель оборудован выравнивателем потока воды в виде полиэтиленовой пленки шириной 0,3 м, армированной газонаполненным пластиком, толщиной
29-30 мм. Площадь перфорации на всех вариантах опыта составила 0,124 см2 на 1
погонный метр увлажнителя. Длина увлажнителей составляет 100 м, а расстояние
между ними 1,5 м. Глубина укладки – 0,5 м.
На участке капельного орошения исследовалась увлажнительная сеть в виде
11 поливных трубопроводов, выполненных из полиэтиленовых труб диаметром 36
мм, оборудованных капельными водовыпусками, при расстоянии 1,2 м друг от друга. Расстояние между капельницами составляет 0,25 м, расход одной капельницы 2
л/ч. Длина каждого поливного трубопровода – 100 м.
Схема опыта полевых исследований предусматривала варианты D, E, F – исследование внутрипочвенного орошения при использовании IV, V типа конструкции
увлажнителей и капельного орошения соответственно, при поддержании на всех вариантах предполивной влажности почвы на уровне 70, 80 и 90 % НВ.
Третий опытно-производственный участок расположен в сухостепной зоне
светло-каштановых почв, занимающих около половины территории Нижнего По-
8
волжья, включая часть Волгоградского Заволжья, территорию республики Калмыкия, и практически всю площадь Астраханской области. Состав почвенного покрова
опытного участка является типичным для данного региона. По гранулометрическому составу почвы относятся к тяжелосуглинистым. Содержание гумуса в пахотном
слое 1,7-2,2% Плотность сложения в слое 0-0,6 м изменяется от 1,24 до 1,43 т/м3,
значение наименьшей влагоемкости от 24,8 до 25,9 % от массы а.с.п.
Объектом исследований являлась система капельного орошения и производственные посадки томатов гибрида Семко 101 F1 на площади 1 га. Поливная сеть
системы капельного орошения опытного участка представляет собой поливные трубопроводы, оборудованные полукомпенсированными капельницами с расходом 1,3
л/ч. Расстояние между капельными водовыпусками составляет 0,3 м. Расстояние
между увлажнителями (капельными линиями) - 1,2 м.
Схемой опытов предусмотрены варианты G1, G2 и G3 – исследование капельного орошения при поддержании на всех вариантах предполивной влажности
почвы на уровне 70, 80 и 90 % НВ.
Второй опыт, проводимый на данном экспериментальном участке, заключался в изучении комбинированного орошения на посадках томатов и сладкого перца.
Комбинированная система конструктивно объединяет в себе все элементы капельного орошения, включая насосную станцию, систему водоподготовки, узел внесения
удобрений, узел учета расхода поливной воды, подводящие и распределительные
трубопроводы, соединительную фурнитуру, предохранительные и регулирующие
элементы, капельные линии с компенсацией давления.
Дополнительно система оснащена микродождевателями с запорными клапанами, рассчитанными на начало работы при давлении 2 атм. Микродождеватели
имеют радиус действия 3,5 метра и расход 33 л/час при давлении 2,5 атм. Микродождеватели расположены на расстоянии 3,3 м через ряд растений в шахматном порядке в количестве 2000 на 1 га. Они закреплены на стойках и присоединены с помощью микротрубки и коннектора непосредственно к трубопроводу. Расход воды
при работе системы в режиме мелкодисперсного увлажнения 90 м3/ч.
На втором и третьем опытных участках, кроме того, поставлены опыты по
изучению влияния мульчирования на эффективность распределения поливной воды
в почвенном профиле при внутрипочвенном и капельном орошении. В качестве
мульчи использовались полосы прозрачной полиэтиленовой пленки шириной 0,4 м,
и толщиной 6-8 мкм, уложенные по длине рядков посадки растений.
Проведение исследований основывалось на общепринятых методиках и рекомендациях, в том числе, методики постановки опытов по программированию урожаев
полевых культур (ВАСХНИЛ, 1978 г.), методики опытного дела (Доспехов Б.А., 1985
г.), методики полевого опыта в условиях орошения (ВНИИОЗ, 1983 г.) и др. Обработка полученных экспериментальных данных осуществлялась с использованием современных методов компьютерной математической обработки программными средствами MS Excel, Mathcad, Statistica. Оценка экономической эффективности внедрения
внутрипочвенного, капельного и комбинированного орошения в условиях открытого
и закрытого грунта производилась на основании Методических рекомендаций по
оценке эффективности инвестиционных проектов (Москва, 2000 г.)
Для выполнения исследований, связанных с формированием и динамикой контуров увлажнения, определением удельных расходов полиэтиленовых увлажнителей на системах внутрипочвенного орошения различных конструкций, использова-
9
лась опытно-полевая установка, включающая в себя водонапорный бак, напорнорегулирующее устройство и фрагмент исследуемой конструкции увлажнителя.
В третьей главе «Теоретические основы и существующие методики
расчета параметров систем внутрипочвенного и капельного орошения» на основании анализа работ Б.Б. Шумакова, М.С. Григорова, Д.П. Гостищева, А.Д. Ахмедова,
А.С. Овчинникова, Е.А. Ветренко, С.П. Ильина, Ю.А. Скобельцина, Е.В. Кузнецова
и других ученых рассмотрены теоретические основы движения влаги в почве при
внутрипочвенном и капельном орошении, основные принципы расчета элементов
техники полива и гидравлических параметров увлажнительной сети внутрипочвенного и капельного орошения. Установлено, что существующие методики включают
в себя значительное количество эмпирических показателей, и для обоснованного
применения локальных способов орошения в различных почвенно-климатических
условиях необходимо проведение комплексных экспериментальных исследований,
направленных на определение оптимальных параметров техники и технологии, а
также совершенствование конструкций систем локального орошения.
В четвертой главе «Экспериментальные исследования и оптимизация
конструктивных параметров систем внутрипочвенного орошения в условиях открытого и закрытого грунта» рассмотрены закономерности и определены зависимости между конструктивными параметрами, величиной пьезометрического
напора, значениями удельных расходов и пропускной способности внутрипочвенных увлажнителей, определены значения коэффициента расхода перфорационных отверстий, значения пьезометрических напоров и их влияние на качество
полива по длине увлажнителей, решена компромиссная задача по определению
оптимальных конструктивных параметров увлажнительной сети систем внутрипочвенного орошения.
В результате анализа полученных данных установлено существенное
влияние пьезометрического напора на значения удельных расходов увлажнителей различных конструкций. Через десять минут после начала опыта удельные расходы принимали значения 0,0190–0,0043 л/с м (при поддержании напора 0,1-0,5 м водного столба от оси увлажнителя) в зависимости от типа исследуемой конструкции увлажнителей. По прошествии тридцати минут после
начала опыта значения расходов существенно снизились и составили 0,00650,0022 л/с м. Через 1 час удельный расход уменьшается приблизительно на 350%
относительно первоначальных значений. После продолжительности подачи воды
более одного часа, наблюдается гораздо меньшая интенсивность снижения
удельных расходов. По прошествии двух часов удельные расходы принимали
значения от 0,0024 л/с м до 0,0046 л/с м. Через 4-6 часов наблюдалась полная стабилизация удельных расходов в диапазоне значений 0,0041- 0,0010 л/с м.
В результате статистической обработки экспериментальных данных установлена зависимость значений удельных расходов увлажнителей различных конструкций от времени проведения полива при значениях пьезометрического напора 0,1-0,5 м.

q уд  a  t
(1)
где q уд – удельный расход увлажнителей различных конструкции, л/с м; a – коэффициент
уравнения, зависящий от конструкции увлажнителя 60.л.м; γ – показатель степени, зависящий от конструкции увлажнительной сети; t – время после начала полива, мин.
10
Коэффициент a принимает значения от 0,011 до 0,0416. Показатель степени γ
принимает значения от -0,397 до -0,403 в диапазоне действующих напоров от 0,1 до
0,5 м в зависимости от исследуемой конструкции увлажнителей.
Допустив, что расхождения показателя степени не значительны и отклонение
результата не превышает 5%, принимаем γ =-0,4. Таким образом, принимаем выражение γ =const для всего диапазона исследуемых величин пьезометрического напора
и рассматриваем зависимость a
(рисунок 1).
Тогда указанная зависимость описывается уравнением (R2=0,93):
(2)
. .
где a – коэффициент уравнения (1), 60 л м; b – коэффициент, зависящий от конструкции увлажнительной сети, 60.л; h -значение напора в голове увлажнителя, м.
Подставляя уравнение (2) в уравнение (1) получаем:
(3)
где q уд – удельный расход увлажнителей, л/с м; h – значение напора в голове увлажнителей, м;
t – время после начала полива, мин; b – коэффициент, зависящий от конструкции увлажнительной сети, 60.л.
Значения коэффициента b составляют: для первой исследуемой конструкции
b1= 0,050; для второй b2= 0,039; для третьей b3=0,026; для четвертой и пятой b4,5=
0,041.
При анализе полученных данных можно сделать вывод, что
расход увлажнительной сети зависит от значения напора и
удельной площади перфорационных отверстий на один погонный
метр длины увлажнителей. Тогда
конструктивные
особенности
увлажнителей можно выразить
через удельную площадь перфорации Sперф.
В результате на основании
статистической обработки опытных данных получено уравнение,
зависимость
Рисунок 1 – Зависимость коэффициента а уравнения характеризующее
(1) от значений пьезометрического напора (на приудельных расходов увлажнитемере второй конструкции увлажнительной сети)
лей от удельной площади перфорации и значения пьезометрического напора в течение полива (рисунок 2):
(4)
где
– удельный расход увлажнителей, л/с м; Sперф – удельная площадь перфорационных отверстий, см2/1 п.м длины увлажнителя; h – значение напора в голове увлажнителей, м; t – время после начала полива, мин; 0,2180 – коэффициент, 60.л.м/см2.
Для упрощения выражения (4), округляем показатели степени до значения 0,5
и уточняем значение множителя, тогда:
(5)
11
Для упрощения практических инженерных расчетов увлажнительной сети
систем внутрипочвенного орошения в условиях открытого и закрытого грунта на
пойменных слоистых супесчаных почвах предлагаем использовать зависимость:
(6)
где
– удельный расход увлажнителя, л/с м; Sперф – удельная площадь перфорационных отверстий, см2/1 п.м длины увлажнителя; h – значение напора в голове увлажнителей, м; t – время после начала полива, мин; 0,21– коэффициент, 60.л.м/см2.
Значение коэффициента корреляции уравнения (6)
составляет 0,93, значимость
коэффициента корреляции –
0,002.
Пропускная
способность (расход) внутрипочвенных увлажнителей длиной
48 м в условиях закрытого
грунта изменялась от 0,117
до 0,466 л/с в зависимости от
конструктивных особенностей и значения пьезометрического напора в первые 10
Рисунок 2 – Зависимость qуд=f (h,t), описываемая уравне- минут после начала полива.
нием (5)
Через 1 час значения составили 0,077-0,212 л/с, а установившиеся значения наблюдались через 4-6 часов на
уровне 0,054- 0,167 л/с. В открытом грунте при длине увлажнителей 100 м по прошествии 10 минут значения расхода составили 0,788-1,254 л/с; через 1 час – 0,3520,491 л/с, установившиеся значения находились на уровне 0,183-0,302 л/с.
При анализе полученных экспериментальных данных установлено, что характер кривых зависимости динамики коэффициента расхода μ от времени аналогичен
характеру кривых зависимости удельных расходов увлажнителей.
Через 10 минут от начала полива коэффициент расхода отверстий перфорации диаметром
2,0-1,0 мм принимал значения
0,437-0,775 (напор 0,1 м); 0,4240,759 (напор 0,2 м); 0,412-0,743
(напор 0,3 м); 0,400-0,727 (напор
0,4 м) и 0,387-0,711 (напор 0,5
м). В дальнейшем наблюдается
уменьшение значений коэффициента расхода μ при всех действующих напорах (рисунок 3).
Через 1 час коэффициент расхода принимал значения от 0,109
до 0,328 в зависимости от диаметра отверстия и значения пьеРисунок 3 – Значения коэффициента µ в зависимости от напора и времени полива
12
зометрического напора. Установившиеся значения при действии напора 0,1-0,5 м
составили 0,097-0,081 при диаметре отверстий 2 мм; 0,137-0,117 при диаметре 1,5
мм и 0,178-0,153 при диаметре 1,0 мм.
В результате проведения комплексной статистической обработки полученных
экспериментальных данных по всем вариантам наблюдений нами получено уравнение, характеризующее зависимость коэффициента расхода μ перфорационных отверстий внутрипочвенных увлажнителей в зависимости от диаметра отверстий перфорации, значения пьезометрического напора и времени проведения полива:
Для упрощения выражения (7), округляем показатели степени dперф
няем значение множителя и показателя степени h, тогда:
, или
(7)
и t, уточ-
(8)
где μ – коэффициент расхода перфорационных отверстий внутрипочвенных увлажнителей; dперф – диаметр перфорационных отверстий, мм; h – значение напора в голове
увлажнителей, м; t – время после начала полива, мин; 2,12 – коэффициент, 1000.мм2.мин.
Значение коэффициента корреляции уравнения (8) составляет 0,95, значимость коэффициента корреляции – 0,002.
Задачей проводимых нами экспериментальных полевых исследований являлось изучение изменения значений пьезометрического напора по длине увлажнителей, а также распределения влаги в пределах орошаемого участка сразу после окончания полива при использовании увлажнителей различных конструкций.
Эффективность работы конструкций увлажнительной сети оценивалась с использованием коэффициента равномерности увлажнения, равного отношению средней влажности в расчетном слое почвы сразу после окончания полива в каждом из
створов по длине увлажнителя к влажности почвы в первом створе, находящемся в
начале увлажнителя. В результате установлено, что наиболее равномерно поливная
вода в условиях закрытого грунта распределяется по длине второй конструкции
увлажнителей, а в условиях открытого грунта – по длине пятой исследуемой конструкции (рисунок 4).
Рисунок 4 –Равномерность увлажнения почвы по длине увлажнителей различных конструкций
13
В результате наблюдений установлено, что в первые минуты после начала
полива отмечается устойчивое падение по длине увлажнителей значений пьезометрического напора. Затем отмечается постепенное увеличение показаний пьезометров, и к моменту стабилизации расходов, уклон пьезолиний максимально приближается к уклону оси увлажнителей с наименьшими значениями напора в их средней
части. Значение пьезометрического напора в n-ом створе по длине увлажнителей
можно определить из выражения:
(9)
где
– значение пьезометрического напора на расстоянии от начала увлажнителя, м;
– значение пьезометрического напора, устанавливаемого в голове
увлажнителя, м;
– потери напора по длине увлажнителя, м.
Статистическая обработка полученных позволила установить зависимость
для определения потерь напора по длине трубчатых увлажнителей различных
конструкций.
(10)
где
– потери напора по длине увлажнителя, м; – расстояние от начала увлажнителя, м;
t – время после начала полива, мин; a – коэффициент уравнения, мин; x и y – показатели
степени.
Для первой-пятой исследуемых
конструкций:
a1=0,231;
x1=0,39; y1=
-0,62; a2=0,207; x2=0,430;
y2=-0,70;
a3=0,277;
x3=0,480; y3=-0,66; 4=0,978;
x4=0,60;
y4=-0,954;
a5=1,807;
x5=0,51; y5=
-1,066.
Комплексная статистическая оценка (рисунок
5) показала, что для любой
из выбранных конструкций увлажнительной сети
в закрытом грунте при
условии
поддержания
напора в голове увлажнителей Hгол = 0,3 м и длине
увлажнителей не более 48
Рисунок 5 Зависимость значений пьезометрического
м, можно использовать
напора по длине внутрипочвенных увлажнителей от вреследующие
значения:
мени проведения полива в условиях закрытого грунта
aзакр.гр.=0,187; xзакр.гр=0,422;
yзакр.гр=-0,616.
В открытом грунте при условии поддержания напора в голове увлажнителей Hгол = 0,5 м и длине увлажнителей не более 100 м, рекомендуется:
aоткр.гр.=0,780; xоткр.гр=0,643; yоткр.гр= -0,951, тогда:
(11)
(12)
14
где
- значение пьезометрического напора на расстоянии
от начала увлажнителя,
м для условий открытого грунта;
– значение пьезометрического напора, устанавливаемого в голове увлажнителя,
=0,3 м (закрытый грунт);
=0,5 м (открытый грунт) –
расстояние от начала увлажнителя, м, ≤ 48,0 м (закрытый грунт) ≤ 100,0 м (открытый
грунт); t – время после начала полива, мин.; 0,187; 0,780 – коэффициенты уравнения, мин.
С целью определения оптимальных параметров систем внутрипочвенного орошения для условий открытого и закрытого грунта нами был реализован план Рехтшафнера, получены уравнения регрессии и функции отклика.
В качестве выходных показателей на этапе лабораторно-полевых исследований
были приняты факторы и критерии оптимизации: основной критерий - падение
напора в середине увлажнителя Δhср ; дополнительные критерии – падение напора в
начале увлажнителя Δhнач, и падение напора в конце увлажнителя Δhкон, выраженные в миллиметрах.
Факторами оптимизации, в зависимости от конструкции, являлись: х1- диаметр
увлажнителей, х2 - диаметр перфорации, х3 - шаг перфорации, х4 - ширина противофильтрационного экрана снизу, х5 -ширина противозаиляющего экрана сверху, х6 толщина газонаполненного пластика.
На основании экспериментальных данных рассчитаны коэффициенты В0, Вi,
Вij и Вii уравнения регрессии:
(13)
y  В0   Вi xi   Вij xi x j   Вii xi2
Оценка значимости коэффициентов уравнения (13) производилась на основании критерия Стьюдента. На основании расчетов получены уравнения регрессии в
кодированном виде (на примере второй конструкции):
hнач  13,62  0,08 х1  0,25 х2  0,79 х3  0,08 х4  0,52 х1 х2 
 0,08 х1 х3  0,67 х1 х4  0,56 х2 х3  0,52 х2 х4  1,26 х3 х4  2,9 х12 
(14)
 4,82 х22  4,37 х32  4,1х42
hср  54,25  0,18 х1  0,06 х2  0,85 х3  0,31х4  0,06 х1 х2 
 0,84 х1 х3  2,15 х1 х4  1,04 х2 х3  0,7 х2 х4  2,56 х3 х4  13,24 х12 
(15)
 20,09 х22  18,61х32  16,26 х42
hкон  43,35  0,23х1  0,48 х 2  1,24 х3  0,31х4  0,17 х1 х2 
 0,31х1 х3  0,34 х1 х 4  0,31х 2 х3  0,44 х2 х 4  1,09 х3 х 4  4,51х12 
(16)
 8,06 х 22  7,89 х32  6,74 х 42
На основании критерия Фишера проверялась адекватность полученных математических моделей. Получено, что при исследовании падение напора Fнач = 1,3066
Fср = 1,2404 и Fкон = 1,5393. Во всех случаях F0.05>F (здесь F0.05=2,1646). То есть, математические модели адекватны результатам эксперимента.
С целью анализа и систематизации полученные математические модели второго порядка привели к типовой канонической форме вида:
(17)
Y  Ys  B11 Х 12  B22 Х 22  ...  Bkk Х k2 ,
где Y – значение критерия оптимизации исследуемой конструкции; Ys – значение критерия оптимизации в оптимальной точке; Х1, Х2, …, Хk – новые оси координат, повернутые относительно старых х1, х2, …, хk; В11, В22, …, Вkk – коэффициенты регрессии в канонической форме.
На основании проведенных с помощью ЭВМ расчетов, установлены значения
коэффициентов регрессии в канонической форме В11, В22, В33, В44 и критерия оптимизации в оптимальной точке Ys.
15
Уравнения регрессии (14)-(16), представленные в канонической форме, имеют
вид:
h нач  13,58  2,79 Х 12  5,27 Х 22  4,5 Х 32  3,63 Х 42 ,
(18)
(19)
h ср  54,24  13,14 Х  20,86 Х  18,46 Х  15,83 Х ,
2
2
2
2
(20)
h кон  43,29  4,49 Х 1  7,86 Х 2  8,32 Х 3  6,51Х 4 ,
Для определения оптимальных значений факторов была решена компромиссная задача по
определению
значений
факторов, дающих минимальное падение напора в
середине
увлажнителя
Δhср при заданном уровне
падения напора в начале
увлажнителя Δhнач и падения напора в конце
увлажнителя Δhкон (рисунок 6).
Для того, чтобы
обеспечить минимальное
падение напора в середине
увлажнителя Δhср при заРисунок 6 – Двумерное сечение для изучения влияданном уровне при заданном
ния факторов х1 и х2 при х3 = 0,02 и х4 = 0,01 на падение напора в начале увлажнителя Δhнач, в середине
уровне падения напора в начаувлажнителя Δhср и в конце увлажнителя Δhкон (конле увлажнителя Δhнач (14 мм) и
струкция №2)
падения напора в конце увлажнителя Δhкон (44 мм) необходимо принять следующие оптимальные значения факторов: х1= – 0,1…+ 0,1 (31…33 мм), х2= – 0,1…+ 0,1 (1,45…1,55 мм), х3 = 0…+ 0,2
(190…210 мм) и х4 = – 0,1…+ 0,1 (290…310 мм). При этом падение напора в середине увлажнителя Δhср составит 55 мм.
Аналогичным образом были установлены оптимальные значения параметров
всех исследуемых конструкций увлажнительной сети внутрипочвенного орошения.
2
1
2
2
2
3
2
4
В пятой главе «Оценка эффективности способов локального орошения на основе показателей распределения влаги в почвенном профиле в условиях открытого и
закрытого грунта» приводятся исследования динамики влажности почвы по длине
увлажнителей после проведения внутрипочвенного полива, рассмотрена структура
зон увлажнения и динамика их параметров в зависимости от предполивного порога
влажности почвы и величины поливной нормы, а также конструктивных особенностей увлажнительной сети, исследовано влияние мульчирования как агротехнического приема на динамику зон увлажнения при внутрипочвенном и капельном орошении.
Проанализировав полученные экспериментальные данные, можно сделать вывод о непосредственном влиянии распределения пьезометрического напора на равномерность распределения поливной воды по длине увлажнителя в пределах орошаемого массива, как в продольном, так и в поперечном направлениях в соответствии с
линиями пьезометрического напора.
16
В условиях закрытого грунта максимальные значения влажности почвы отмечены в почвенном слое 0,2-0,4 м на глубине закладки увлажнительной сети (0,3 м) и
вокруг увлажнителя на расстоянии равном 0,2 м. В открытом грунте, аналогично,
максимальные значения влажности отмечены в почвенном слое 0,4-0,6 м на глубине
закладки увлажнительной сети (0,5 м) и вокруг увлажнителя на расстоянии равном
0,25 м. При удалении от оси увлажнителя наблюдается снижение количества поливной воды, поступающей в почву. В течение первых суток после окончания полива,
поливная вода перераспределяется в почвенном профиле не только вертикально, под
действием силы тяжести, но и в горизонтальном направлении, под действием капиллярных сил. В дальнейшем, зона увлажнения смещается в нижележащие слои
почвы.
Наилучшим образом увлажнение почвы происходит в начале и концевой части увлажнителя, и несколько хуже в его середине, что связано с потерями напора
по длине увлажнителя, и соответственно, с меньшими значениями пьезометрического напора в его средней части.
На первом опытном участке в весенних пленочных теплицах при использовании внутрипочвенного способа полива были приняты к исследованию следующие
поливные нормы: 26 л/м2; 17 л/м2 и 9 л/м2. На втором опытном участке в условиях
открытого грунта при использовании внутрипочвенного способа полива исследовались поливные нормы: 365 м3/га; 270 м3/га и 125 м3/га, а капельного полива 345
м3/га; 255 м3/га и 115 м3/га. На третьем опытном участке при использовании капельного способа полива исследовались поливные нормы: 280 м3/га; 190 м3/га и 95
м3/га. Принятые на всех варианты поливные нормы соответствуют предполивным
порогам влажности почвы 70, 80 и 90% НВ.
При изучении полученных контуров увлажнения сразу после проведения полива на всех опытных участках, в их структуре были выделены три зоны: зона
наибольшего увлажнения (часть контура увлажнения, влажность почвы в которой
находится в пределах 100-110% НВ), зона достаточного увлажнения (влажность
находится в пределах 90-100% НВ) и зона наименьшего увлажнения (влажность
почвы в которой ниже 85-90% НВ).
Анализ полученных данных свидетельствует, что при проведении внутрипочвенных и капельных поливов при предполивном пороге влажности 70% НВ
площадь зоны наибольшего увлажнения и достаточного увлажнения, находящаяся
ниже активного слоя почвы составляет 14,0-28,0% от их общей площади; при предполивном пороге влажности 80% НВ – 6,5-12,0%, а при предполивном пороге влажности 90% НВ - не более 4,0%, хотя при этом происходит некоторое недоувлажнение почвы в горизонтальном направлении, в связи с тем, что основная часть поливной нормы распределяется вблизи источника увлажнения.
Оценка параметров контуров увлажнения производилась на основании расчетов коэффициентов вертикального КВ и горизонтального КГ распределения влаги и
сравнения их с оптимальными значениями. Коэффициент КВ характеризует отношение количества поливной воды, распространившейся вверх от внутрипочвенного
увлажнителя к количеству поливной воды, поступившей в слой почвы ниже оси
увлажнителя, то есть отношение верхней полуоси контура увлажнения к его нижней
полуоси (при внутрипочвенном поливе). Коэффициент КГ рассчитывается как отношение высоты контура увлажнения к его ширине и показывает, насколько равномерно поливная вода распределяется в пределах орошаемого массива в горизонтальном
направлении, относительно вертикального.
17
На первом опытно-производственном участке через 12 часов после проведения внутрипочвенного полива площадь контуров увлажнения увеличивается на 127136% относительно значения после окончания полива и достигает максимальных
значений при всех исследуемых поливных нормах. Через 1 сутки происходит
уменьшение горизонтальной и вертикальной составляющей при уменьшении площади контуров увлажнения на 25-30 %, верхняя полуось при этом уменьшается в
среднем на 0,1 м, а нижняя полуось увеличивается на 0,05-0,09 м. По прошествии 3
суток при всех заданных поливных нормах наблюдается уменьшение как вертикальных, так и горизонтальных параметров контуров увлажнения. Через 5 суток
отмечено отсутствие увлажненной зоны при поливе нормой 9 л/м2, при поливных
нормах 17-26 л/м2 площадь контуров увлажнения составляет 0,04-0,11 м2.
Таблица 1 – Динамика контуров увлажнения без использования и с использованием мульчирования после проведения внутрипочвенного и капельного поливов (предполивная влажность 80% НВ)
Варианты Вр
Параметры контуров увлажнения
опыта
емя Без использования мульчирования
С использованием мульчирования
по- Вы- Ши- Пло- Коэф Опти- Откло- Высо- Ши- Пло- Коэф Опти- Отклосле сота, рина, щадь эффи маль- нение от та, Y, рина, щадь эффи маль- нение от
по- Y, H, Х, L, S, м2 фи- ное опти- H, м Х, L, S, м2 фи- ное оптили- м
м
циент значе- мальном
циент значе- мальнова,
ние го знание го знаКГ
КГ
сут
К опт чения 
К опт чения 
Г
Внутрипоч- 0 0,78 1,28 0,94 0,61 0,53
венное оро- 0,5 0,97 1,44 1,32 0,67 0,53
шение
1 1,12 1,54 1,63 0,72 0,53
(Опытный
3 0,55 0,80 0,41 0,68 0,53
участок №2) 5 0,28 0,40 0,09 0,69 0,53
Капельное 0 0,95 0,56 0,48 1,69 1,30
орошение 0,5 1,11 0,66 0,65 1,68 1,30
(Опытный 1 1,21 0,76 0,87 1,59 1,30
участок
3 0,62 0,36 0,21 1,72 1,30
№2)
5 0,33 0,19 0,06 1,73 1,30
Капельное 0 0,68 0,52 0,31 1,31 1,0
орошение 0,5 0,78 0,64 0,50 1,30 1,0
(Опытный 1 0,94 0,76 0,64 1,23 1,0
участок
3 0,48 0,36 0,16 1,33 1,0
№3)
5 0,26 0,16 0,04 1,62 1,0
Г
0,151
0,264
0,358
0,283
0,302
0,300
0,292
0,223
0,323
0,331
0,310
0,300
0,230
0,330
0,620
0,78
0,97
1,13
0,56
0,31
0,95
1,04
1,17
0,59
0,34
0,68
0,76
0,88
0,45
0,26
1,28
1,45
1,58
0,85
0,48
0,56
0,72
0,82
0,44
0,22
0,52
0,69
0,80
0,41
0,20
0,94
1,33
1,70
0,46
0,14
0,48
0,71
0,91
0,23
0,07
0,31
0,52
0,67
0,18
0,05
0,61
0,67
0,72
0,66
0,65
1,69
1,44
1,43
1,34
1,55
1,31
1,11
1,10
1,10
1,30
0,53
0,53
0,53
0,53
0,53
1,30
1,30
1,30
1,30
1,30
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
0,151
0,262
0,349
0,243
0,219
0,300
0,111
0,100
0,031
0,189
0,308
0,101
0,100
0,098
0,300
На втором опытно-производственном участке через 12 часов после проведения внутрипочвенного полива площадь контуров увлажнения увеличивается на 140171%. Через 1 сутки вертикальная и горизонтальная составляющие контуров продолжают увеличиваться при достижении максимального значения площади 1,312,08 м2. По прошествии 3 суток наблюдается уменьшение вертикальных составляющих до 0,36-0,62 м, а горизонтальных до 0,52-0,84 м. Через 5 суток отмечено
уменьшение площадей увлажненных зон, сформированных контурами увлажнения
до 0,08-0,1 м2. Через 12 часов после проведения капельного полива площадь контуров увлажнения увеличивается на 129-162% . Высота контуров увлажнения в этот
период составляет 0,90-1,38 м, а ширина 0,76-0,52 м. Через 1 сутки достигается максимальное значение площади 0,57-1,13 м2. По прошествии 3 суток высота контуров
уменьшается до 0,44-0,86 м, а ширина до 0,25-0,46 м.
На третьем опытно-производственном участке через 12 часов после проведения капельного полива площадь контуров увлажнения увеличивается на 135-161%.
18
Высота контуров увлажнения в этот период составляет 0,58-0,99 м, а ширина 0,440,75 м. Через 1 сутки вертикальная и горизонтальная составляющие контуров продолжают увеличиваться при достижении максимального значения площади 0,340,81 м2. По прошествии 3 суток высота уменьшается до 0,35-0,68 м, а ширина до
0,26-0,50 м. Через 5 суток отмечено уменьшение площадей увлажненных зон до
0,02-0,06 м2.
Наименьшие отклонения рассчитанных коэффициентов от оптимальных значений, то есть наиболее эффективное распределение оросительной воды, формирование контуров увлажнения с оптимальными параметрами сразу после проведения
полива и в межполивной период получено на всех вариантах при предполивном пороге влажности почвы 80% НВ, кроме того, наименьшие отклонения параметров
полученных контуров увлажнения от оптимальных значений в течение межполивного периода, особенно после первых суток после окончания полива, определены на вариантах с использованием мульчирования полосами полиэтиленовой
пленки (таблица 1).
На основании статистической обработки экспериментальных данных получено уравнение регрессии, характеризующее зависимость высоты и ширины контуров
увлажнения при внутрипочвенном и капельном орошении от величины поливной
нормы при соответствующем им предполивным порогам влажности (70%, 80% и
90% НВ) сразу после окончания полива, а также в межполивной период:
Y(H)=a.mb-c.t
X(L)=d.mβ-g.t
(21)
(22)
где Y(H) - значение вертикального диаметра (высоты) контура увлажнения при внутрипочвенном и капельном орошении, м; X(L) – значение горизонтального диаметра (ширины) контура
увлажнения при внутрипочвенном и капельном орошении, м; m-величина поливной нормы,
л/м2 (для закрытого грунта), м3/га (для открытого грунта); t- время после окончания полива,
сут.; b,β – показатели степени; a,d – коэффициенты, га/м3 (м2/л); c,g – коэффициенты, м/сут.
При внутрипочвенном орошении в закрытом грунте (при m=26-9 л/м2):
YВПО1  0,288  m0,323  0,11  t ; Х ВПО 1  0,485  m0, 295  0,18  t
(23)
3
При внутрипочвенном орошении в открытом грунте (при m=365-125 м /га):
YВПО 2  0,461  m0,148  0,15  t ; Х ВПО 2  0,619  m0,156  0,21  t
(24)
3
При капельном орошении на легких супесчаных почвах (при m=345-115 м /га):
H КО2  0,219  m0,309  0,16  t ; LКО2  0,149  m0, 279  0,09  t
(25)
3
При капельном орошении на тяжелых суглинистых почвах (при m=280-95 м /га):
H КО3  0,120  m0,372  0,11  t ; LКО3  0,105  m0,352  0,09  t
(26)
При исследовании влияния конструктивных особенностей увлажнителей и
значений пьезометрического напора, проведен анализ отношения площади
увлажнения над осью внутрипочвенных увлажнителей ко всей площади контура
увлажнения, который показал, что самые низкие значения этого показателя определены при работе увлажнителей первой исследуемой конструкции, необорудованной противофильтрационным экраном, и составляют 0,15-0,17. На остальных
вариантах он варьируется от 0,33 до 0,44, причем наиболее высокие значения
получены при исследовании второй конструкции увлажнителей и поддержании
пьезометрического напора на уровне 0,3 м. В открытом грунте наибольшая величина данного отношения получена при поддержании напора на уровне 0,5 м при
использовании пятой исследуемой конструкции.
19
В шестой главе «Водосберегающие технологии локального орошения овощных культур в условиях открытого и закрытого грунта» рассмотрены вопросы разработки водосберегающих режимов внутрипочвенного и капельного орошения
овощных культур и показатели их продуктивности, особенности водопотребления
томатов и сладкого перца, а также установлена эффективность расходования оросительной воды при формировании урожая, предложены элементы технологии комбинированного орошения и возделывания овощных культур при внутрипочвенном и
капельном орошении в открытом грунте и теплицах, разработана модель управления
водным режимом почвы при орошении.
На первом опытно-производственном участке в 2003-2005 гг. при выращивании тепличных томатов поддержание предполивной влажности почвы на уровне
70% НВ обеспечивалось 16-17 внутрипочвенными поливами при норме 26 л/м2;
поддержание влажности на уровне 80% НВ – 27-29 поливами при норме 17 л/м2 и на
уровне 90% НВ – 56-57 поливами при норме 9 л/м2.
Максимальное значение урожайности томатов 13,3 кг/м2, в среднем по годам
исследований, отмечено на варианте опыта при поддержании предполивного порога
влажности почвы не ниже 80% НВ, и использовании второго типа конструкции
увлажнительной сети, что превышает показатели варианта с режимом орошения
70% НВ на 1,5 кг/м2 или 12,7% (таблица 2). Коэффициент водопотребления на этом
варианте составил минимальное значение 38,4 л/кг.
Таблица 2 - Продуктивность тепличных томатов при внутрипочвенном орошении в зависимости от режима орошения и конструкции увлажнительной сети, кг/м2
Вариант исследуе- Предполивная
Урожайность, кг/м2
мой конструкции
влажность
увлажнительной почвы, %НВ 2003г 2004г 2005г Среднее за
2003…2005
сети
Конструкция
70
8,4
8,9
8,6
8,6
№1
80
9,4
9,8
9,5
9,6
90
8,8
9,4
9,3
9,2
Конструкция
70
11,7
12,0
11,9
11,8
№2
80
13,1
13,5
13,2
13,3
90
13,0
13,2
13,1
13,1
Конструкция
70
10,3
10,7
10,5
10,5
№3
80
11,4
11,9
11,5
11,6
90
11,1
11,5
11,4
11,3
Прибавка урожая
от повышения влагообеспеченности
кг/м2
%
1,0
11,6
0,6
6,9
1,5
12,7
1,3
11,0
1,1
10,5
0,8
7,6
Значение суммарного водопотребления тепличных томатов при поддержании
предполивного порога влажности почвы на уровне 70% НВ в среднем по годам исследований составило 485,6 л/м2. Повышение предполивной влажности почвы до
80% НВ повышало значение суммарного водопотребления на 5,2% или 24,5 л/м2.
Поддержание режима орошения на уровне 90% НВ характеризовалось повышением
суммарного водопотребления до 533,0-544,8 л/м2, что в среднем на 10,9% или 53
л/м2 выше, чем при минимальном пороге. Коэффициент водопотребления при этом
принимал значения 40,9-56,3 л/кг (70% НВ); 38,4-53,3 л/кг (80% НВ); 41,1-58,8 л/кг
(90% НВ).
В результате статистической обработки экспериментальных данных получены
зависимости, представленные в виде полиномиальной модели третьей степени, и характеризующие связь между эффективностью использования оросительной воды
овощными культурами и уровнем формируемой урожайности (рисунки 7-9).
20
На втором опытно-производственном участке в 2004-2006 гг. при выращивании сладкого перца поддержание предполивной влажности почвы не ниже 70% НВ
обеспечивалось 9-10 внутрипочвенными или капельными поливами при норме 365345 м3/га; поддержание влажности на уровне 80% НВ – 13-16 поливами на варианте
без мульчирования и 12-15 поливами с мульчированием при норме 270-255 м3/га; на
уровне 90% НВ – 34-38 поливами при норме 125-115 м3/га.
Максимальное
значение
урожайности сладкого перца 60,1
т/га при внутрипочвенном и 66,7
т/га при капельном орошении, в
среднем по годам исследований,
получено на варианте опыта при
поддержании предполивного порога влажности почвы на уровне
80% НВ при минимальном значении коэффициента водопотребления 84,0-72,6 соответственно. При
использовании мульчирования на
данном варианте урожайность
сладкого перца повысилась на 1112,9 % и составила 66,2-75,3 т/га
(таблица 3).
Рисунок 7 – Эффективность использования оросиЗначение суммарного водопотельной воды тепличными томатами в зависимости
требления сладкого перца при
от урожайности
предполивном пороге влажности
почвы на уровне 70% НВ, в среднем по годам исследований, составило 4560-4765
м3/га. Повышении предполивной влажности почвы до 80% НВ увеличивало его
значение до 4840-5051 м3/га. Поддержание режима орошения на уровне 90% НВ характеризовалось повышением суммарного водопотребления до 5129-5344 м3/га при
внутрипочвенном и капельном орошении.
Таблица 3 - Продуктивность сладкого перца в зависимости
от режима орошения, конструкции увлажнительной сети и способов полива, т/га
Вариант Пред
опыта поливной
порог
влаж
ностипочвы,
%НВ
Внутри- 70
почвенное 80
орошение, 90
конструкция №4
Внутри- 70
почвенное 80
орошение, 90
конструкция №5
Капельное 70
орошение 80
90
Урожайность, т/га
2004 г
2005 г
2006 г
Прибавка Приурожая
бавка
Среднее за
от повы- урожая
2004…2006, шения вла- от прит/га
гообеспе- менения
ченности мульчирования
Без С муль- т/га % т/га %
муль- мульчиро- чирования ванием
Без
мульчирования
С мульмульчированием
Без
мульчирования
С мульмульчированием
Без
мульчирования
С мульмульчированием
46,2
56,8
53,1
-------
45,5
53,9
52,2
-------
48,3
58,6
57,5
-------
46,7
56,4
54,3
-------
- --- --9,8 20,9 --- --7,6 16,3 --- ---
48,3
58,7
55,5
--65,3
---
47,1
57,5
54,7
--63,7
---
52,3
64,2
61,1
--69,5
---
49,2
60,1
57,1
--66,2
---
- --- --10,9 22,1 6,1 11,0
7,9 16,0 --- ---
54,9
66,1
59,4
--74,8
---
54,1
65,6
58,8
--73,5
---
57,9
68,4
65,6
--77,7
---
55,6
66,7
61,3
--75,3
---
- --- --11,1 19,9 8,6 12,9
5,6 10,1 --- ---
21
На
третьем
опытнопроизводственном участке в 20062008 гг. при выращивании томатов
поддержание предполивной влажности почвы не ниже 70% НВ
обеспечивалось 11-12 капельными
поливами при норме 280 м3/га;
поддержание влажности на уровне
80% НВ – 20-21 поливами при норме 190 м3/га и на уровне 90% НВ –
41-45 поливами при норме 95 м3/га.
Максимальное значение урожайности плодов томатов 97,8 т/га в
Рисунок 8 – Эффективность использования оросительной воды растениями сладкого перца в засреднем по годам исследований,
висимости от урожайности
отмечено на варианте опыта при
поддержании предполивного порога влажности почвы на уровне
80% НВ при минимальном значении коэффициента водопотребления 54,0. При использовании
мульчирования на данном варианте урожайность томатов повысилась на 14,6 % и составила 112,1
т/га (таблица 4). Значение суммарного водопотребления томатов
при поддержании предполивного
порога влажности почвы на уровне
70% НВ в среднем по годам исследований составило 4811
Рисунок 9 – Эффективность использования ором3/га. При повышении предпосительной воды растениями томатов в зависимости от урожайности
ливной влажности почвы до
3
80% НВ его значение составило 5281 м /га. Поддержание режима орошения на
уровне 90% НВ характеризовалось повышением суммарного водопотребления до
5749 м3/га.
Таблица 4 - Продуктивность томатов в открытом грунте при капельном орошении в зависимости от режима орошения, т/га
ПредУрожайность, т/га
Прибавка Прибавка
поливурожая
урожая
ной
от
повышения
от
примене2006 г
2007 г
2008 г
Среднее за
порог
2006…2008 влагообеспе-ния мульчивлажченности рования
ности Без С муль- Без С муль- Без С муль- Без С муль- т/га % т/га %
почвы, мульчи- чирова- мульчи- чирова- мульчи- чирова- мульчи- муль%НВ рования нием рования нием рования нием рования чированием
70
77,4
----- --80,4
--77,8
--74,1
--80
101,5 116,2
97,3
112,6
94,4
107,4
97,8 112,1 20,4 26,4 14,3 14,6
90
97,8
--95,1
--91,0
--94,6
--17,2 22,2 --- ---
22
В соответствии с поставленными задачами на третьем опытнопроизводственном участке в 2010-2012 гг. были проведены исследования по определению эффективности работы системы комбинированного орошения. Опыты проводились на посадках сладкого перца сорта Подарок Молдовы и на посадках томатов сорта Дары Заволжья.
Время между разовыми увлажнениями определяли, учитывая метод определения интервала времени испарения капель воды с поверхности листа от температуры окружающего воздуха (рисунок 10).
Сущность данного метода заключается в следующем: опытным путем нами
было установлено время испарения мелкодисперсных капель с площади листовой
поверхности при температуре окружающего воздуха 250С, которое составило 48
минут. Затем мы установили время испарения мелкодисперсных капель при температурах окружающего воздуха 30; 35; 40; и 450С, которое соответственно составило
37; 32; 24; и 17 минут; в результате компьютерной обработки данных, получена кривая соотношения температуры воздуха и временем испарения мелкодисперсных капель с площади листовой поверхности; цикл последующего увлажнения растений
осуществлялся после полного испарения предыдущего разового увлажнения; промежуток времени между увлажнениями должен соответствовать условию:
t исп. ≤ t инт.
(27)
где t исп. – время испарения влаги с листовой поверхности, мин; t инт. – временной интервал разового увлажнения, мин;
Количество увлажнительных поливов зависит от продолжительности постоянной температуры окружающего воздуха:
t1
(28)
t2
где t1 – время продолжительности постоянной температуры, мин; t2 – временной интервал между увлажнениями, мин;
n
Рисунок 10 График зависимости времени испарения влаги с поверхности площади листьев от температуры воздуха.
Максимальное время работы системы составляло 10 часов, при температуре
окружающего воздуха ≥ 250С. Продолжительность работы в течение дня с 9 до 19
часов. Анализируя полученные материалы наблюдений за ростом и развитием растений можно сделать вывод, что выбранный режим работы комбинированного
орошения соответствовал поставленной задаче, по улучшению и регулированию
фитоклимата в среде растений и приземного слоя воздуха; наблюдениями за температурой воздуха установлено, что в моменты пиковой температурной напряженности, несмотря на превышение обозначенного порога 250С в утренние часы, угнетения растений не наблюдается. При работе мелкодисперсного дождевания темпера-
23
тура приземного слоя воздуха снижается недостаточно, на 3…4 градуса, но значительно снижается температура поверхности листьев растений на 5…6 0С. Повышение влажности воздуха в зоне растений происходит также незначительно (10…15%)
(рисунок 11). Окружающий воздух, даже при слабом ветре, быстро замещает небольшую зону повышенной влажности, созданную мелкодисперсным увлажнением,
но несмотря на это, при работе системы, наблюдается улучшение состояния растений. Наблюдениями за ростом и развитием пасленовых культур, выявлена значительная положительная реакция на применение мелкодисперсного дождевания.
Оросительная норма мелкодисперсного дождевания составила 823,5м3/га, для всех
овощных культур. За весь период вегетации потребовалось провести в среднем 1103
увлажнения мелкодисперсным дождеванием. Продолжительность времени разового
увлажнения составила 30 секунд.
Рисунок 11 - Динамика изменения суточной температуры и относительной влажности воздуха
вблизи растения при использовании мелкодисперсного увлажнения
Таблица 5 - Показатели продуктивности овощных культур по вариантам опыта, 2010-2012 гг.
Томаты
Сладкий перец
КапельПрибавка
Прибавка
пель- Комбиниурожая
Комбиниурожая
Показатели продукКапельное
ное
рованное
рованное кг,
кг,
%
%
тивности
орошение
ороше- орошение т/га
орошение т/га
ние
Средний вес плодов, кг 0,124
0,135
0,011 8,8
0,85
0,92
0,07 8,2
Товарный урожай, т/га
62,3
68,7
6,4 10,3
55,1
61,9
6,8 12,3
Использование комбинированного орошения позволяет на 10,3% получать больше товарной продукции томатов и на 12,3% плодов сладкого перца за
счет улучшения водного режима поверхности почвы и растений, а также создания вблизи них благоприятных микроклиматических условий.
24
С целью повышения качества информационного обеспечения задач управления водным режимом почвы при орошении сельскохозяйственных культур с возможностью использования современных решений в области автоматизированного
мониторинга водного режима почвы орошаемых земель разработана модель оптимального управления водным режимом почвы (рисунок 12), которая характеризуется компактным решением с возможностью осуществления всего комплекса функций
по планированию поливного режима, включая разработку прогностической программы, возможностью использования современных решений в области мониторинга водного режима почвы в границах орошаемого участка или его части с использованием автоматизированных инструментально-измерительных комплексов в качестве альтернативы расчетному методу с использованием ретроспективной агрометеорологической информации; повышением точности прогнозных и ретроспективных расчетов за счет использования многопараметрических моделей определения
суммарного водопотребления сельскохозяйственных культур при использовании
фактических метеорологических данных за истекший период (расчетный блок «ретроспектива») и простых, однопараметрических моделей определения суммарного
водопотребления сельскохозяйственных культур при использовании прогнозных
метеоданных, в значительной мере неопределенного, вероятностного характера.
Рисунок 12 –Структурная модель решения задач управления водным режимом почвы
при орошении
25
В седьмой главе «Новые технические и технологические решения по
совершенствованию способов локального орошения» приводятся новые конструкции технических элементов систем капельного, внутрипочвенного и комбинированного орошения, обеспечивающие повышение качества проведения поливов, в частности новые конструкции увлажнительной сети и оросительной системы, капельницы, водовыпуска, капельного водовыпуска, рассекателя и поливной трубки для капельного орошения, мелкодисперсного дождевального аппарата, а также технологические решения, в частности, способы возделывания овощных культур в условиях
орошения, защищенные патентами РФ на изобретение.
В восьмой главе «Экономическая эффективность способов локального орошения» приводится оценка экономической эффективности внутрипочвенного, капельного и комбинированного орошения при возделывании овощных культур, выполненная в ценах по состоянию на 01.09.2015 г. в расчете на 1 га площади.
Анализ представленных данных, показывает, что в условиях закрытого грунта
при использовании внутрипочвенного способа полива томатов минимальная величина чистого дохода в сумме 746 тыс. р. получена при режиме орошения 70% НВ и
применении первой конструкции увлажнителей. Использование второй конструкции увеличивает его значение до 1426 тыс. р., а третьей конструкции до 1179 тыс. р.
Повышение порога влажности почвы до 80% НВ приводит к наилучшим показателям 956-1741 тыс. р. чистого дохода при индексе доходности затрат 1,90-2,65. Дальнейшее повышение режима орошения до 90% НВ также оказывается экономически
эффективным, однако эффект в этом случае чуть ниже – 872-1347 тыс. р. при индексе доходности затрат 1,82-2,62 в зависимости от конструкции увлажнительной сети.
В условиях открытого грунта при внутрипочвенном орошении поддержание
предполивной влажности 70% НВ в первый год реализации инвестиционного проекта оказывается экономически неэффективным. Отрицательное сальдо денежного потока в этом случае составляет 84,2-74,2 тыс. р. Повышение влажности до 80%-90%
НВ дает значительное увеличение урожайности сладкого перца и увеличивает чистый доход до 22,2-78,4 тыс. р. при индексе доходности затрат 1,03-1,10. Наибольшая величина чистого дохода 78,4 тыс. р. получена при использовании пятой исследуемой конструкции увлажнителей. Использование мульчирования повышает величину чистого дохода до 97,8 тыс. р. Применение капельного орошения на посадках
сладкого перца характеризуется величиной чистого дохода в пределах 332,4-487,8
тыс. р., а применение мульчирования в первый год реализации проекта повышает
величину чистого дохода до 535,2 тыс. р.
Выращивание томатов при капельном орошении наиболее эффективно при
поддержании предполивного порога влажности не ниже 80% НВ при величине чистого дохода 683,8 тыс. р. Применение мульчирования полосами полиэтиленовой
пленки на этом варианте повышает величину чистого дохода до 721,5 тыс. р. Снижение режима орошения до 70% НВ снижает чистый доход до 459,4 тыс. р., а при
повышении порога до 90%НВ, его величина составляет 648,6 тыс. р. при индексе
доходности затрат 2,17-2,74.
Внедрение комбинированного орошения томатов и сладкого перца характеризуется величиной чистого дохода 187,7-244,6 тыс. р. при индексе доходности затрат
1,33-1,39.
Таким образом, использование локальных способов полива, таких как внутрипочвенное, капельное и комбинированное орошение, экономически эффективно.
На всех вариантах наиболее эффективным является режим орошения с предполивным порогом влажности 80% НВ, а также применение мульчирования полосами полиэтиленовой пленки. Срок окупаемости систем локального орошения при производстве продукции овощеводства 1-2 года.
26
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1. На основании многолетних исследований можно утверждать о высокой
эффективности применения локальных способов орошения при возделывании
овощных культур в условиях открытого и закрытого грунта и различных почвенноклиматических условиях. Использование технологий внутрипочвенного, капельного и комбинированного орошения способствует существенному повышению урожайности овощной продукции при значительной экономии оросительной воды,
материальных, энергетических и трудовых ресурсов.
2. Исследованы закономерности и получены математические зависимости,
характеризующие связь значений удельных расходов внутрипочвенных увлажнителей различных конструкций с величиной пьезометрического напора и временем
проведения полива. Получена математическая регрессионная модель, позволяющая определять значения удельных расходов в зависимости от удельной площади
перфорации и значения пьезометрического напора в период проведения внутрипочвенного полива.
3. В результате математической обработки полученных экспериментальных
данных получено уравнение, позволяющее определять значения коэффициента
расхода перфорационных отверстий внутрипочвенных увлажнителей диаметром от
1 до 2 мм в любой момент времени полива в диапазоне действующих напоров от
0,1 до 0,5 м.
4. В условиях закрытого грунта наилучшая равномерность увлажнения расчетного слоя почвы по длине обеспечивается применением внутрипочвенных
увлажнителей, имеющих длину 48 м, диаметр трубки 32 мм и удельную площадь
перфорации 0,088 см2/м. В условиях открытого грунта наилучшая равномерность
обеспечивается применением внутрипочвенных увлажнителей, имеющих длину
100 м, диаметр трубки 40 мм и удельную площадь перфорации 0,124 см2/м, оборудованных выравнивателем потока воды из полиэтиленовой пленки, армированной
газонаполненным пластиком. Получены регрессионные модели, позволяющие
определять потери напора в каждом створе через 12-15 м длины увлажнителей с
момента начала полива до момента стабилизации напоров.
5. На основании моделирования методом регрессионного анализа получены
математические модели для определения оптимальных конструктивных параметров увлажнительной сети систем внутрипочвенного орошения в условиях открытого и закрытого грунта. Произведено решение компромиссной задачи по определению факторов, обеспечивающих минимальное падение напора в середине
увлажнителей Δhср, при заданном уровне падения напора в начале Δhнач и в конце
Δhкон внутрипочвенных увлажнителей различных конструкций.
6. На основании исследования закономерностей распределения поливной
воды по длине увлажнителей после проведения внутрипочвенного полива и дальнейшей динамики почвенной влажности в пределах орошаемого массива можно
сделать вывод об их полном соответствии линиям пьезометрического напора.
Наилучшим образом увлажнение почвы происходит в начале и концевой части
увлажнителя, и несколько хуже в его середине.
7. Наибольшие непродуктивные потери поливной воды при внутрипочвенном и капельном орошении наблюдаются при низких предполивных порогах
влажности (70-80% НВ) и больших поливных нормах, а наименьшие – при поддержании предполивной влажности почвы на уровне 90%, однако при этом происходит некоторое недоувлажнение почвы в горизонтальном направлении, в связи с тем, что основная часть поливной нормы распределяется вблизи источника
увлажнения.
27
8. Наиболее эффективное распределение оросительной воды, формирование контуров увлажнения с оптимальными параметрами сразу после проведения
полива и в межполивной период получено на вариантах внутрипочвенного орошения с использованием увлажнительной сети, оборудованной противофильтрационными экранами, способствующими наиболее рациональному распределению
оросительной воды в почвенном профиле, и капельного орошения при поливе
нормами 170-255 м3/га при предполивном пороге влажности почвы 80% НВ.
Применение внутрипочвенных увлажнителей, необорудованных противофильтрационным экраном в условиях легких супесчаных почв нецелесообразно.
9. В результате обработки опытных данных получена регрессионная модель, характеризующая зависимость высоты и ширины зон увлажнения при внутрипочвенном и капельном орошении от величины поливной нормы сразу после
проведения полива, а также в межполивной период для различных почвенноклиматических условий.
10. Наименьшие отклонения параметров полученных контуров увлажнения
от оптимальных значений в течение межполивного периода доказывают, что
мульчирование поверхности почвы полосами полиэтиленовой пленки является
крайне эффективным агротехническим и мелиоративным приемом, способствующим нахождению влаги в верхней части корнеобитаемого слоя, передвижению
поливной воды в направлении вверх к поверхности почвы, а также в горизонтальном направлении, что в значительной степени повышает эффективность локального орошения.
11. В условиях закрытого грунта поддержание оптимального предполивного порога влажности почвы на уровне 80% НВ обеспечивается 27-29 внутрипочвенными поливами при норме 17 л/м2, что способствует формированию
наибольшей урожайности томатов на уровне 13,3 кг/м2 при минимальном значении коэффициента водопотребления 38,4 л/кг. В открытом грунте на легких супесчаных почвах оптимальный порог 80% НВ обеспечивается 15-16 внутрипочвенными или капельными поливами при норме 270-255 м3/га, при наибольшей
урожайности сладкого перца на уровне 66,2-75,3 т/га и минимальных значениях
коэффициента водопотребления 72,6-84,0 м3/т. На тяжелых суглинистых почвах
аналогичный режим орошения характеризуется проведением 19-21 капельного
полива при норме 190 м3/га, при наибольшей урожайности томатов на уровне
112,1 т/га и минимальном значении коэффициента водопотребления 54,0 м 3/т.
Наибольшие значения урожайности получены на вариантах с использованием
мульчирования, применение которого способствует ее повышению на 11,0-14,6%
при снижении оросительной нормы на 8-11%. В результате статистической обработки получена зависимость, связывающая затраты оросительной воды и уровень
формируемой урожайности.
12. Применение предлагаемой системы комбинированного орошения, с дополнительным распределительным трубопроводом, в виде капельного полива
совместно с мелкодисперсным увлажнением растений и поверхности почвы способствует повышению влажности воздуха вокруг растения на 15-20% и снижению температуры поверхности листьев на 5-60 С, что обеспечивает повышение
урожайности и качества плодов томатов и сладкого перца на 10,3-12,3%. Разработан метод определения времени между разовыми увлажнениями с учетом интервала времени испарения капель воды с поверхности листьев растений в зависимости от температуры воздуха.
13. В результате теоретического обоснования разработана модель оптимального управления водным режимом почвы при орошении, характеризующаяся
компактным решением с возможностью осуществления всего комплекса функций
28
по планированию поливного режима, возможностью использования измеренных
данных для адаптации расчетных моделей, повышением точности прогнозных и
ретроспективных расчетов за счет использования многопараметрических либо
однопараметрических моделей определения суммарного водопотребления сельскохозяйственных культур с учетом природных особенностей региона и орошаемых агроландшафтов.
14. Применение технологий локального орошения в овощеводстве открытого и закрытого грунта экономически эффективно. Наибольшая величина чистого дохода при производстве тепличных томатов с использованием внутрипочвенного орошения составила 1741 тыс.р/га при индексе доходности затрат 2,65, а при
производстве сладкого перца и томатов в открытом грунте с использованием
внутрипочвенного, капельного и комбинированного орошения – 78,4-721,5
тыс.р/га при индексе доходности затрат 1,10-2,74. Срок окупаемости инвестиционных проектов 1-2 года.
РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ
1. Полученные математические модели рекомендуется применять для практических инженерных расчетов, связанных с определением гидравлических характеристик внутрипочвенных увлажнителей, геометрических параметров контуров увлажнения, а также сроков назначения поливов при проектировании и
эксплуатации систем внутрипочвенного и капельного орошения в условиях открытого и закрытого грунта на пойменных слоистых супесчаных и тяжелых суглинистых почвах.
2. Повышение, либо понижение величины пьезометрического напора относительно глубины закладки увлажнителей снижает эффективность и качество
проведения внутрипочвенных поливов, однако, в случае необходимости увлажнения верхних слоев почвы, в частности, при проведении посадочных поливов,
значение пьезометрического напора в голове увлажнителя должно составлять величину, равную глубине укладки внутрипочвенных увлажнителей, увеличенную
на 0,2-0,25 м.
3. В условиях закрытого грунта на легких слоистых супесчаных почвах рекомендуется применять внутрипочвенные увлажнители, имеющие диаметр трубки 32
мм и удельную площадь перфорации 0,088 см2/м, оборудованные противофильтрационным экраном из полиэтиленовой пленки снизу шириной 0,3 м с укладкой
их на глубину не более 0,3 м, а расстояние между ними устанавливать 1,2 м. В открытом грунте рекомендуется применять увлажнители, имеющие диаметр трубки 40
мм и точечную перфорацию удельной площадью 0,124 см2/м, оборудованные
экраном из полиэтиленовой пленки шириной 0,4 м и выравнивателем потока воды
в виде полиэтиленовой пленки шириной 0,3 м, армированной газонаполненным пластиком толщиной 0,002 м, с укладкой их на глубину не более 0,5 м, а расстояние
между ними устанавливать 1,5 м.
4. С целью повышения эффективности локальных способов полива на посадках овощных культур рекомендуется применять мульчирование полосами
прозрачной полиэтиленовой пленки шириной 0,4 м и толщиной 6-8 мкм, уложенные по длине рядков посадки растений.
5. Мелкодисперсное увлажнение растений при комбинированном орошении рекомендуется проводить продолжительностью 30 с, определяя интервал
времени между разовыми увлажнениями с учетом времени испарения капель воды с поверхности листьев растений в зависимости от температуры воздуха.
29
ПЕРСПЕКТИВЫ ДАЛЬНЕЙШЕЙ РАЗРАБОТКИ ТЕМЫ
Технологии локального орошения на сегодняшний день являются одними
из наиболее эффективных и перспективных способов полива для создания оптимальных условий жизнедеятельности растений. Дальнейшие исследования должны быть направлены на создание новых более надежных и простых конструкций
систем локального орошения отечественного производства, повышение их энергоэффективности, совершенствование технологий их применения, изучение
свойств новых конструкционных материалов для их изготовления. Необходимо
проведение дальнейших исследований по изучению отзывчивости широкого
спектра сельскохозяйственных культур на применение ресурсосберегающих локальных способов полива.
СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАНЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки России
1. Овчинников, А.С. Обоснование применения внутрипочвенного орошения
при возделывании томатов в условиях закрытого грунта / А.С. Овчинников, В.С.
Бочарников - Вестник Московского государственного областного университета: серия «Естественные науки».- 2006. - №3 – С. 7-9 .
2. Бочарникова, О.В. Затраты на капельное орошение окупаются за один год
/О.В. Бочарникова, В.С. Бочарников, И.А. Николенко, Е.В. Шенцева. - Картофель и
овощи. – 2007. - №7. – С. 11-12.
3. Овчинников, А.С. Изучение формирования контуров увлажнения при внутрипочвенном орошении в пленочных теплицах в зависимости от конструктивных
особенностей трубчатых увлажнителей и величины пьезометрического напора /
А.С. Овчинников, В.С. Бочарников. - Вестник Саратовского госагроуниверситета
им. Н.И. Вавилова. – 2008. - №1.- С. 43-44.
4. Овчинников, А.С. Особенности технологии возделывания сладкого перца
при капельном орошении в условиях Нижнего Поволжья / А.С. Овчинников, О.В.
Бочарникова, Т.В. Пантюшина, В.С. Бочарников.- Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. –
2010. - №3 (19). – С. 18-22.
5. Овчинников, А.С. Инновационные технологии орошения овощных культур
/ А.С. Овчинников, В.С. Бочарников, О.В. Бочарникова, М.П. Мещеряков.- Известия
Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. – 2011. - №4 (24). – С. 13-17.
6. Овчинников, А.С. Продуктивность и водопотребление сладкого перца при
капельном и внутрипочвенном орошении / А.С. Овчинников, М.П. Мещеряков, В.С.
Бочарников О.В. Бочарникова. - Известия Нижневолжского агроуниверситетского
комплекса: наука и высшее профессиональное образование. – 2011. - №4 (24). – С.
17-21.
7. Майер, А.В. Регулирование фитоклимата системой комбинированного
орошения при возделывании овощных культур /А.В. Майер, В.С. Бочарников. - Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. – 2012. - №1 (25). – С. 53-58.
8. Овчинников, А.С. Новые технические решения повышения эффективности
ресурсосберегающих способов полива / А.С. Овчинников, В.С. Бочарников.
-
30
Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. – 2012. - №1 (25). – С. 119-124.
9. Майер, А.В. Разработка технических средств и метод определения интервала времени между увлажнениями в системе комбинированного орошения / А.В.
Майер, В.С. Бочарников, Е.А. Долгополова. - Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. – 2012. №1 (25). – С. 150-155.
10. Овчинников, А.С. Регулирование водного и пищевого режимов почвы при
капельном орошении в условиях Волгоградской области / А.С. Овчинников, В.С.
Бочарников, О.В. Бочарникова. Плодородие. - №3(66).- 2012.- С. 35-36.
11. Овчинников, А.С. Совершенствование технических средств капельного и
внутрипочвенного орошения /А.С. Овчинников, В.С. Бочарников, М.П. Мещеряков
// Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее
профессиональное образование. – 2012. - №2 (26). – С. 146-150.
12. Майер, А.В. Технические средства и технология комбинированного орошения сельскохозяйственных культур / А.В. Майер, В.С. Бочарников, О.В. Бочарникова - Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. – 2012. - №2 (26). – С. 200-207.
13. Бочарников, В.С. Внутрипочвенное орошение - эффективный способ полива томата /В.С. Бочарников. - Картофель и овощи. – 2012. – №5. – С.21-22.
14. Овчинников, А.С. Модернизация элементов систем капельного орошения
/А.С. Овчинников, В.С. Бочарников, М.П. Мещеряков. - Известия Нижневолжского
агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. –
2012. - №3 (27). – С. 171-175.
15. Овчинников, А.С. Эффект водосбережения при капельном и внутрипочвенном орошении овощных культур /А.С. Овчинников, В.С. Бочарников, М.П. Мещеряков, О.В. Бочарникова - Мелиорация и водное хозяйство. – 2012. - №5. – С.
16-19.
16. Овчинников, А.С. Методика расчета и обоснование параметров контура
увлажнения в условиях открытого и закрытого грунта / А.С. Овчинников, В.С. Бочарников, М.П. Мещеряков. - Природообустройство. – 2012. - №4. – С. 29-33.
17. Овчинников, А.С. Экспериментальные исследования гидравлических характеристик оросительных систем / А.С. Овчинников, В.С. Бочарников . - Проблемы развития АПК региона.–2012.-№3(11). – С. 92-96.
18. Овчинников, А.С. Методы повышения урожайности овощных культур на
мелиорируемых землях Юга России / А.С. Овчинников, В.С. Бочарников, М.П.
Мещеряков, О.В. Бочарникова, А.А. Пахомов. - Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. – 2014. №1 (33). – С. 5-8 .
19. Овчинников, А.С. Интенсивные технологии полива овощей / А.С. Овчинников, В.С. Бочарников, М.П. Мещеряков, О.В. Бочарникова. -Сельский механизатор. - 2014.- №9. - С. 18-19.
20. Бородычев, В.В. Оптимальное управление поливами на основе современных вычислительных алгоритмов / В.В. Бородычев, М.Н. Лытов, А.С. Овчинников,
В.С. Бочарников. - Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса:
наука и высшее профессиональное образование. – 2015. - №4(40).- С. 21-28.
31
Патенты на изобретение
21. Пат. №2296460 (RU).С1.МПК А01G 25/02 (2006.01) «Капельный водовыпуск» Овчинников А.С., Салдаев А.М., Данилко О.В., Бочарников В.С., Шенцева
Е.В., Пантюшина Т.В. Опубл. 10.04.2007 Бюл. №10.
22.Пат. №2298315 (RU).С1.МПК А01G 25/02 (2006.01) «Капельница» Овчинников А.С., Салдаев А.М., Данилко О.В., Бочарников В.С., Шенцева Е.В., Лытов
М.Н. Опубл. 10.05.2007. Бюл. № 13.
23.Пат. №2298316 (RU).С1.МПК А01G 25/02 (2006.01) «Рассекатель для капельного орошения»
Овчинников А.С., Салдаев А.М., Данилко О.В., Бочарников В.С., Шенцева Е.В., Пантюшина Т.В. Опубл. 10.05.2007. Бюл. № 13.
24.Пат. №2300876 (RU).С1.МПК А01G 25/02 (2006.01). «Дождевальный аппарат турбинного типа» Овчинников А.С., Салдаев А.М., Данилко О.В., Бочарников
В.С., Бородычев В.В., Лытов М.Н. Опубл. 20.06.2007. Бюл.№ 17.
25. Пат. № 2331188 (RU).С1.МПК А01G 25/00 (2006.01). «Водовыпуск» Овчинников А.С., Бочарников В.С., Бородычев В.В. Салдаев А. М. и др. всего 7 чел.
Опубл. 20.08.2008 Бюл. №23.
26. Пат. № 2341074 (RU).С1.МПК А01G 25/02 (2006.01). «Поливная трубка
для капельного орошения» Овчинников А.С., Салдаев А. М., Мещеряков М.П., Бочарников В.С., Бородычев В.В. Опубл. 20.12.2008 Бюл. №35. 27. Пат. № 2346427
(RU).С1.МПК А01G 25/02 (2006.01). «Оросительная система» Овчинников А.С.,
Салдаев А. М., Мещеряков М.П., Бочарников В.С., Бородычев В.В. Опубл.
20.02.2009 Бюл. №5.
28. Пат. №2432728 (RU) С1. МПК А01В 79/02 А01G 1/00 (2006.01) «Способ
возделывания овощных культур, преимущественно томатов при капельном орошении» Овчинников А.С., Бочарников В.С., Бочарникова О.В., Пантюшина Т.В., Бородычев В.В., Лытов М.Н. и др. всего 17 чел. Опубл. 10.11.2011 Бюл. № 31.
29. Пат. №2464776 (RU). С1.МПК А01G25/00. А01G25/02 (2006.01). «Способ
регулирования фитоклимата в агрофитоценозах при капельном орошении и система
для его осуществления» Овчинников А.С., Бочарников В.С., Бочарникова О.В.,
Салдаев А. М., Салдаев Г.А., Бородычев В.В. и др. Опубл. 27.10.2012 Бюл. №30.
30. Пат. №2514307(13) 19(RU)11 С1. (51) МПК А01B 79/02 (2006.01) А01G
1/00 (2006.01) А01G 25/00 (2006.01). «Способ возделывания перца сладкого в системе капельного орошения на пойменных слоистых супесчаных почвах» Овчинников
А.С., Мещеряков М.П., Бочарников В.С., Бочарникова О.В., Якубов В.В. Опубл.
27.04.2014 Бюл. №12.
Публикации в журналах, сборниках научных трудов, материалах конференций:
31. Овчинников, А.С. Оптимизация условий возделывания перца в ВолгоАхтубинской пойме / А.С. Овчинников, Т.Л. Косульникова, О.В. Данилко, В.С. Бочарников //Эффективность оросительных мелиораций на юге России: сборник научных трудов Всероссийский НИИ орошаемого земледелия.- Волгоград: Издатель. –
2004. - С. 149-154.
32.Овчинников, А.С. Теоретические основы распределения влаги в почвенном
профиле при внутрипочвенном орошении / А.С. Овчинников, М.П. Мещеряков,
В.С. Бочарников //Современные оросительные мелиорации – состояние и перспективы: материалы международной научно-практической конференции, посвященной
32
40-летию образования эколого-мелиоративного факультета ВГСХА. - Волгоград:
ВГСХА, 2004. - С. 230-232.
33. Бочарников, В.С. Применение различных способов орошения сельскохозяйственных культур в условиях закрытого грунта / В.С. Бочарников //Актуальные
проблемы развития АПК: материалы международной научно-практической конференции, посвященной 60-й годовщине Победы в Великой Отечественной войне. Волгоград, ВГСХА, 2005. - С. 121-123
.
34. Овчинников, А.С. Современное состояние производства овощей в России
/ А.С. Овчинников, О.В. Данилко, Т.В. Пантюшина, В.С. Бочарников. //Агроэкологическое состояние АПК: опыт, поиски решения: материалы международной научно-практической конференции. – Саратов: Саратовский региональный
институт повышения квалификации специалистов АПК, 2005. - С. 123-125.
35.Овчинников, А.С. Водопотребление сладкого перца в условиях Нижнего
Поволжья / А.С. Овчинников, О.В. Данилко, Т.В. Пантюшина, В.С. Бочарников
//Агроэкологическое состояние АПК: опыт, поиски решения: материалы международной научно-практической конференции. –Саратов: Саратовский региональный
институт повышения квалификации специалистов АПК, 2005. - С. 121-122.
36. Бочарников, В.С. Ресурсосберегающая технология внутрипочвенного
орошения томатов в условиях закрытого грунта / В.С. Бочарников //Перспективные
технологии для современного сельскохозяйственного производства: сб. науч. трудов
ГНУ НижнеВолжский НИИ сельского хозяйства. - Волгоград, 2006.- С. 64-66.
37. Овчинников, А.С. Перспективные способы полива как фактор ресурсосбережения в сельскохозяйственном производстве А.С. Овчинников, О.В. Данилко,
В.С. Бочарников - Вестник Волгоградской госсельхозакадемии. -2006. - №1 (1). - С.
84-85 .
38. Овчинников, А.С. Режим внутрипочвенного орошения томатов в весенних
пленочных теплицах / А.С. Овчинников, В.С. Бочарников //Пути повышения эффективности орошаемого земледелия: сборник статей ФГНУ «Российский НИИ
проблем мелиорации» - вып. 35. - Новочеркасск, 2006. – С. 152-155.
39. Овчинников, А.С. Современное состояние и перспективы развития тепличного хозяйства Российской Федерации /А.С. Овчинников, О.В. Бочарникова,
В.С. Бочарников. - Вопросы Мелиорации.-2006.- №7-8 (дополнительный).- С. 27-29 .
40. Овчинников, А.С. Водопотребление сладкого перца при капельном орошении
/
А.С.
Овчинников,
О.В.
Бочарникова,
В.С.
Бочарников
//Природопользование в аграрных регионах России: материалы международной
научно-практической конференции «Научно-производственное и социальноэкономическое развитие комплексных мелиораций Прикаспия».- Прикаспийский
НИИ аридного земледелия. – М.: Изд-во «Современные тетради», 2006. - С. 380-392.
41. Бочарников, В.С. Повышение эффективности использования оросительной воды при выращивании овощных культур / В.С. Бочарников, О.В. Бочарникова
//Современные проблемы развития АПК: материалы научно-практической конференции. - Волгоград: ВГСХА, 2006. – С. 31-33.
42. Бочарников, В.С. Вопросы энерго- и ресурсосбережения при внутрипочвенном орошении / В.С. Бочарников, М.П. Мещеряков //Энергосберегающие технологии. Проблемы их эффективного использования: материалы международной
научно-практической конференции. – Волгоград: ВГСХА, 2007.-С. 63-65.
43. Овчинников, А.С. Конструктивные особенности систем капельного и
внутрипочвенного орошения / А.С. Овчинников, М.П. Мещеряков, В.С. Бочарни-
33
ков. - Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее
профессиональное образование). – 2007. - №1 (5). – С. 129-132.
44. Овчинников, А.С. Оценка рентабельности производства овощей в Нижнем
Поволжье / А.С. Овчинников, О.В. Бочарникова, В.С. Бочарников. - Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса (Наука и высшее профессиональное
образование). – 2007. - №1 (5). – С. 124-128.
45. Бочарников, В.С. Продуктивность сладкого перца при капельном орошении в зависимости от применения минеральных удобрений / В.С. Бочарников, О.В.
Бочарникова. - Вопросы Мелиорации.-2007.- № 1-2.-С. 69-72.
46. Бочарников, В.С. Перспективные способы орошения в сооружениях закрытого грунта / В.С. Бочарников, О.В. Бочарникова. - Вопросы Мелиорации.2007.- № 5-6.- С. 59-65.
47. Овчинников, А.С. Применение ресурсосберегающих способов полива в
орошаемом земледелии /
А.С. Овчинников, О.В. Бочарникова, М.П. Мещеряков, В.С. Бочарников // Сборник научных трудов «Повышение эффективности ведения сельскохозяйственного производства Юга России». - Прикаспийский НИИ
аридного земледелия. – М.: Изд-во «Современные тетради», 2007. - С. 91-93.
48. Овчинников, А.С. Влияние внутрипочвенного и капельного орошения на
продуктивность сладкого перца в условиях Волго-Ахтубинской поймы / А.С. Овчинников, О.В. Бочарникова, М.П. Мещеряков, В.С. Бочарников // Сборник научных
трудов «Повышение эффективности ведения сельскохозяйственного производства
Юга России». - Прикаспийский НИИ аридного земледелия. – М.: Изд-во «Современные тетради».- 2007. - С. 93-95 .
49. Бочарников, В.С. Технология возделывания томатов при внутрипочвенном
орошении в условиях закрытого грунта /В.С. Бочарников, О.В. Бочарникова.- Вопросы Мелиорации.-2008.- № 1-2.- С. 49-53.
50. Овчинников, А.С. Орошение сладкого перца на светло-каштановых почвах
Нижнего Поволжья / А.С. Овчинников, О.В. Бочарникова, В.С. Бочарников
//Экологическое состояние природной среды и научно-практические аспекты современных мелиоративных технологий: Сборник научных трудов Вып.3/– Рязань: Мещерский филиал Всероссийского НИИ гидротехники и мелиорации им. А.Н. Костякова Россельхозакадемии - 2008. – С. 214-219.
51.Овчинников, А.С. Инновационная мелиоративная технология возделывания томатов в теплицах / А.С. Овчинников, В.С. Бочарников // Инновационные технологии повышения эффективности мелиоративных систем и безопасности гидротехнических сооружений: материалы научно-практической конференции. – Волгоград: ПНИИЭМТ Россельхозакадемии, 2010. – С. 117-119.
52. Овчинников, А.С. Оптимизация водного и пищевого режимов светлокаштановых почв при капельном орошении перца / А.С. Овчинников, О.В. Бочарникова, Т.В. Пантюшина, В.С. Бочарников //Интеграционные процессы в науке, образовании и аграрном производстве – залог успешного развития АПК: материалы
международной научно-практической конференции. – Волгоград: ВГСХА. – 2011. –
С. 191-195.
53. Бочарников, В.С. Исследования капельного орошения в ВолгоАхтубинской пойме / В.С. Бочарников, М.П. Мещеряков, О.В. Бочарникова // Состояние и перспективы применения капельного орошения для интенсификации
садоводства, виноградарства и овощеводства: материалы международной научно-
34
практической конференции. – Украина. - г. Киев: Институт водных проблем и мелиорации Национальной академии наук Украины. – 2012. – С. 26-27.
54. Бочарников, В.С. Расчет контуров увлажнения и коэффициента водопотребления при капельном орошении / В.С. Бочарников, М.П. Мещеряков, О.В. Бочарникова // Состояние и перспективы применения капельного орошения для
интенсификации садоводства, виноградарства и овощеводства: материалы Международной научно-практической конференции. – Украина. - г. Киев: Институт водных проблем и мелиорации Национальной академии наук Украины. – 2012. – С. 2324.
55. Бочарников, В.С. Элементы техники полива овощных культур в условиях
открытого и закрытого грунта / В.С. Бочарников //Актуальные и новые направления
сельскохозяйственной науки: материалы VIII Международной научно-практической
конференции, посвященной 75-летию Заслуженного работника высшей школы РФ,
Заслуженного деятеля науки Северной Осетии, доктора сельскохозяйственных наук,
профессора А.Т. Фарниева. - г. Владикавказ: Горский ГАУ-2012. -часть 1.- С. 153154.
56. Бочарников, В.С. Экспериментальные исследования влагопереноса при
ресурсосберегающих способах полива овощных культур / В.С. Бочарников
//Актуальные и новые направления сельскохозяйственной науки: материалы
VIII Международной научно-практической конференции, посвященной 75-летию
Заслуженного работника высшей школы РФ, Заслуженного деятеля науки Северной
Осетии, доктора сельскохозяйственных наук, профессора А.Т. Фарниева. - г. Владикавказ: Горский ГАУ-2012.- часть 1.- С. 154-157.
57. Бочарников, В.С. Технологические аспекты применения внутрипочвенного и капельного орошения при возделывании овощных культур /В.С. Бочарников,
М.П. Мещеряков.- Научная жизнь. – 2012. - №1. – С. 148-154.
58. Овчинников, А.С. К методике определения значений пьезометрического
напора при внутрипочвенном орошении / А.С. Овчинников, В.С. Бочарников, М.П.
Мещеряков //Аграрная наука - основа успешного развития АПК и сохранения экосистем: материалы международной научно-практической конференции. - Волгоград:
ИПК «Нива» Волгоградский ГАУ. – 2012.– т. 1.- С. 247-249.
59. Овчинников, А.С. Мелиоративные особенности возделывания овощных
культур в условиях Волгоградской области /А.С. Овчинников, В.С. Бочарников,
М.П. Мещеряков, О.В. Бочарникова //Аграрная наука - основа успешного развития
АПК и сохранения экосистем: материалы международной научно-практической
конференции. - Волгоград: ИПК «Нива» Волгоградский ГАУ. – 2012.– т. 1 – С. 249251.
60. Овчинников, А.С. Обоснование параметров контура увлажнения при капельном орошении томатов / А.С. Овчинников, В.С. Бочарников, И.И. Азарьева,
М.П. Мещеряков //Аграрная наука - основа успешного развития АПК и сохранения
экосистем: материалы международной научно-практической конференции. - Волгоград: ИПК «Нива» Волгоградский ГАУ. – 2012. – т.1.- С. 252-254.
61. Овчинников, А.С. Управление поливом на участках капельного и внутрипочвенного орошения / А.С. Овчинников, В.С. Бочарников, М.П. Мещеряков // Инновационные технологии и экологическая безопасность в мелиорации: сборник
научных докладов IV Международной конференции. - ВНИИ «Радуга». – Коломна:
Инлайт. – 2012. – С.91-93.
35
62. Овчинников, А.С. Закономерности формирования урожая томатов при капельном орошении / А.С. Овчинников, И.И. Азарьева, В.С. Бочарников, М.П. Мещеряков, О.В. Бочарникова //Инновационные технологии и экологическая безопасность в мелиорации: сборник научных докладов IV Международной конференции. ВНИИ «Радуга». – Коломна: Инлайт. – 2012. – С.87-89.
63. Овчинников, А.С. Особенности распределения влаги в почве при капельном орошении томатов / А.С. Овчинников, И.И. Азарьева, В.С. Бочарников, М.П.
Мещеряков, О.В. Бочарникова //Инновационные технологии и экологическая безопасность в мелиорации: сборник научных докладов IV Международной конференции. - ВНИИ «Радуга». – Коломна: Инлайт. – 2012. – С.89-91.
64. Бочарников, В.С. Технологические мероприятия при водосберегающем
орошении / В.С. Бочарников, М.П. Мещеряков //Проблемы и перспективы аграрной
науки в России (посвящается 135-летию А.И. Стебута): сборник докладов Всероссийской научно-практической конференции. - НИИ сельского хозяйства ЮгоВостока РАСХН. - г. Саратов. – 2012. – С. 197-201.
65. Бочарников, В.С. Задачи повышения технической надежности систем капельного и внутрипочвенного орошения / В.С. Бочарников, М.П. Мещеряков
//Проблемы и перспективы аграрной науки в России (посвящается 135-летию А.И.
Стебута): сборник докладов Всероссийской научно-практической конференции. НИИ сельского хозяйства Юго-Востока РАСХН. - г. Саратов. – 2012. – С. 308-311.
66. Бочарников, В.С. Урожайность томатов при внутрипочвенном орошении /
В.С. Бочарников // Научные исследования в современном мире: проблемы, перспективы, вызовы: тезисы докладов Второй международной научной конференции (форума) молодых ученых России и Германии, г. Уфа: Башкирский ГАУ. -2012 г. - С.
55-56.
67. Бочарников, В.С. Разработка технологии возделывания овощных культур
при внутрипочвенном и капельном орошении / В.С. Бочарников, М.П. Мещеряков //
Материалы международной научно-практической конференции «Аграрная наука:
современные проблемы и перспективы развития», посвященной 80-летию со дня образования Дагестанского ГАУ им. М.М. Джамбулатова. - г. Махачкала. – 2012. – С.
1540-1543 .
68. Бочарников, В.С. Результаты исследования внутрипочвенного и капельного орошения при возделывании овощных культур в условиях открытого и закрытого
грунта / В.С. Бочарников, М.П. Мещеряков //Интенсификация сельского хозяйства
в условиях становления рыночных отношений: материалы Международной юбилейной научно-практической конференции (10 лет сельскохозяйственного факультета Елецкого государственного университета им. И.А. Бунина). - Елец: ФГБОУ
ВПО Елецкий госуниверситет. – 2012. – С. 15-17.
69. Овчинников, А.С.
Влияние равномерности распределения поливной
воды на урожайность томатов при капельном орошении /А.С. Овчинников, В.С. Бочарников, И.И. Азарьева, М.П. Мещеряков, О.В. Бочарникова //Пути повышения
продуктивности орошаемых агроландшафтов в условиях аридного земледелия: материалы Международной научно-практической конференции: Прикаспийский НИИ
аридного земледелия. – М: Изд-во «Вестник РАСХН». – 2012. – С.82-84
70. Мещеряков, М.П. Эксплуатация передовых систем орошения при возделывании овощных культур /М.П. Мещеряков, В.С. Бочарников //Пути повышения
продуктивности орошаемых агроландшафтов в условиях аридного земледелия: ма-
36
териалы Международной научно-практической конференции: Прикаспийский НИИ
аридного земледелия. – М: Изд-во «Вестник РАСХН». – 2012. – С. 84-87.
71. Бочарников, В.С. Изучение внутрипочвенного и капельного орошения
овощных культур в условиях Нижнего Поволжья / В.С. Бочарников, М.П. Мещеряков //Пути повышения продуктивности орошаемых агроландшафтов в условиях
аридного земледелия: материалы Международной научно-практической конференции: Прикаспийский НИИ аридного земледелия. – М: Изд-во «Вестник РАСХН». –
2012. – С.87-89
72. Бочарников, В.С. Новые системы ресурсосберегающих способов орошения овощных культур / В.С. Бочарников, М.П. Мещеряков, О.В. Бочарникова //
Материалы Международной научно-практической конференции «Роль мелиорации
и водного хозяйства в инновационном развитии АПК», посвященной 150-летию со
дня рождения основоположника высшего гидротехнического и мелиоративного образования в России В.В. Подарева.- М: ФГОУ ВПО МГУП.- 2012.- С 98-103.
73. Бочарников, В.С. Водосберегающие технологии полива томатов и сладкого перца в условиях Волго-Ахтубинской поймы / В.С. Бочарников, М.П. Мещеряков, О.В. Бочарникова // Материалы Международной научно-практической конференции «Роль мелиорации и водного хозяйства в инновационном развитии АПК»,
посвященной 150-летию со дня рождения основоположника высшего гидротехнического и мелиоративного образования в России В.В. Подарева.- М: ФГОУ ВПО
МГУП.- 2012.- С 103-108.
74. Мещеряков, М.П. Теоретические основы влагопереноса в почве при водосберегающем орошении / М.П. Мещеряков, В.С. Бочарников // Материалы международной научно-практической конференции «Наследие Н.И. Вавилова в развитии
биологических и сельскохозяйственных наук».- Курган: Издательство Курганской
ГСХА.- 2012. - С.202-205.
75. Ovchinnikov, A.S. Methodology of calculation and justification of the wetting
parameters in the open field and greenhouse / Ovchinnikov A.S., Bocharnikov V.S., Meshcheryakov M.P. - Environmental Engineering. -2012.- №4.- p. 29.
76. Мещеряков, М.П. Инновационные решения в системах капельного орошения /М.П. Мещеряков, В.С. Бочарников
// Аграрная наука-сельскому хозяйству:
сборник статей: в 3 кн. / VIII Международная научно-практическая конференция,
посвящённая 70-летию Алтайского ГАУ.- Барнаул: РИО АГАУ.- 2013.- кн.2.- С. 142144.
77. Бочарников, В.С. Эффективность применения различных типов конструкции увлажнительной сети систем внутрипочвенного и капельного орошения в условиях закрытого и открытого грунта /В.С. Бочарников. - Главный агроном.- 2013.№2.- С. 42-45
.
78. Овчинников, А.С. Интенсификация производства овощей за счет улучшения техники полива /А.С. Овчинников, В.С. Бочарников, М.П. Мещеряков, О.В. Бочарникова // Интеграция науки и образования - стратегия устойчивого развития
водно-мелиоративного комплекса страны: материалы международной научнопрактической конференции, посвященной 100-летию выпуска первого мелиоратора
России.- Новочеркасск: Новочеркасская ГМА.-2013.-С. 41-44.
79. Овчинников, А.С. Научные основы орошения овощных культур в открытом грунте и теплицах / А.С. Овчинников, В.С. Бочарников, М.П. Мещеряков, О.В.
Бочарникова //
Интеграция науки и производства - стратегия устойчивого развития АПК России в ВТО: материалы Международной научно-методической конфе-
37
ренции, посвященной 70-летию Победы в Сталинградской битве. -Волгоград 30 января-1 февраля 2013 года, Том 3. - Волгоград: ИПК ФГОУ ВПО Волгоградский ГАУ
«Нива».- 2013.-т.3. - С.364-368.
80. Мещеряков, М.П. Теоретические аспекты влагопереноса подпочвенной
влаги при орошении / М.П. Мещеряков, В.С. Бочарников // Межрегиональная научно-практическая конференция «Научно-производственное обеспечение инновационных процессов в орошаемом земледелии Северного Прикаспия».- М: Издательство «Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук».- 2013. - 261 с.,
С.132-134.
81. Мещеряков, М.П. Оценка технической эксплуатации оросительной системы / М.П. Мещеряков, В.С. Бочарников // Межрегиональная научно-практическая
конференция «Научно-производственное обеспечение инновационных процессов в
орошаемом земледелии Северного Прикаспия».- М: Издательство «Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук».- 2013. - С.135-137.
82. Овчинников, А.С.
Определение закономерностей передвижения поливной воды на основе экспериментальных исследований / А.С. Овчинников, В.С.
Бочарников, М.П. Мещеряков, О.В. Бочарникова // Materialele impozionului Stiintific
International «Agricultura Mode ma - Realizari si Perspective» consacrat aniversarii de 80
de ani de la Infiintarea Universitatii Agrare de Stat din Moldova. - Chisnau. – 2013. – p.
21-25: Материалы Международного Научного Симпозиума «Современное сельское
хозяйство – достижения и перспективы», посвященного 80-летию со дня основания
Государственного аграрного университета Молдовы. – г. Кишинев: 2013.- С. – 2125.
83. Овчинников, А.С. Рационализация полива в овощеводстве / А.С. Овчинников, В.С. Бочарников, М.П. Мещеряков, О.В. Бочарникова //Materialele
Simpozionului Stiintific International «Agricultura Mode ma - Realizari si Perspective»
consacrat aniversarii de 80 de ani de la Infiintarea Universitatii Agrare de Stat din
Moldova. - Chisnau. – 2013. – p. 25-28: Материалы Международного Научного Симпозиума «Современное сельское хозяйство – достижения и перспективы», посвященного 80-летию со дня основания Государственного аграрного университета
Молдовы. – г. Кишинев: 2013.- С. – 25-28.
84. Бочарников, В.С. Экономия оросительной воды при производстве продукции овощеводства / В.С. Бочарников, М.П. Мещеряков, О.В. Бочарникова // Сборник докладов Международной научно-практической конференции молодых ученых
и специалистов, посвященной 140-летию А.Г. Дояренко «Перспективные направления исследований в изменяющихся климатических условиях».- Саратов: ГНУ НИИ
сельского хозяйства Юго-Востока РАСХН. - 2014. - С. 487-490.
85. Овчинников, А.С. Капельное орошение томатов в условиях открытого
грунта / А.С. Овчинников, В.С. Бочарников, И.И. Азарьева. - Вестник Калмыцкого университета.- 2014.- №1 (21). – С. 27-34 .
86. Овчинников, А.С. Зависимость значений напора по длине увлажнительной
сети от времени проведения полива / А.С. Овчинников, В.С. Бочарников, М.П.
Мещеряков, О.В. Бочарникова //Материалы Международной научно-практической
конференции, посвященной 70-летию ВолГАУ «Научные основы стратегии развития АПК и сельских территорий в условиях ВТО». - Волгоград: ИПК «Нива» Волгоградского ГАУ.- 2014.- т 4.- С. 3-6
.
87. Мещеряков, М.П. Влияние внутрипочвенного орошения на урожайность
сельскохозяйственных культур / М.П. Мещеряков, В.С. Бочарников, В.В. Якубов,
38
И.А. Мануйленко «Современные достижения науки в рациональном природопользовании»: сборник научных трудов Прикаспийского НИИ аридного земледелия. –М:
Издательство «Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук».- 2014. –
С. 23-25
.
88. Мещеряков, М.П. Методика определения основных параметров внутрипочвенного орошения / М.П. Мещеряков, В.С. Бочарников, В.В. Якубов, И.А. Мануйленко // «Современные достижения науки в рациональном природопользовании»: сборник научных трудов Прикаспийского НИИ аридного земледелия. – М:
Издательство «Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук».- 2014. –
С. 25-26
.
89. Мещеряков, М.П. Оценка параметров контуров увлажнения при водосберегающих системах орошения / М.П. Мещеряков, В.С. Бочарников, В.В. Якубов,
И.А. Мануйленко // «Современные достижения науки в рациональном природопользовании»: сборник научных трудов Прикаспийского НИИ аридного земледелия. –М:
Издательство «Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук».- 2014. –
С. 33-35
.
90. Бочарников, В.С. Новые приемы возделывания овощных культур в системе водосберегающего орошения / В.С. Бочарников, М.П. Мещеряков. - Овощеводство и тепличное хозяйство.-2014.-№4.- С. 54-58
91. Овчинников, А.С. Пути повышения эффективности использования орошаемых земель Волго - Ахтубинской поймы / А.С. Овчинников, В.С. Бочарников,
М.П. Мещеряков, О.В. Бочарникова //
Сборник научных трудов Международной научно - практической конференции «Проблемы рационального использования
природохозяйственных комплексов засушливых территорий». - ФГБНУ «Прикаспийский научно -исследовательский институт аридного земледелия» - Волгоград:
ИПК «Нива». – 2015. - С. 115-117.
92. Овчинников, А.С. Технология выращивания сельскохозяйственных культур при оптимальном водосбережении / А.С. Овчинников, В.С. Бочарников, М.П.
Мещеряков, О.В. Бочарникова //
Сборник научных трудов Международной
научно - практической конференции «Проблемы рационального использования природохозяйственных комплексов засушливых территорий». - ФГБНУ «Прикаспийский научно -исследовательский институт аридного земледелия» - Волгоград: ИПК
«Нива». – 2015. - С. 122-123 .
93. Овчинников, А.С. Достижение высоких урожаев сладкого перца в условиях Нижнего Поволжья / А.С. Овчинников, В.С. Бочарников, О.В. Бочарникова, М.П.
Мещеряков //
Материалы международной научно-практической конференции
«Стратегическое развитие АПК и сельских территорий РФ в современных международных условиях». - Волгоградский ГАУ. - Волгоград: ИПК «Нива».- 2015.- т.5. – С.
178-182.
39
Подписано в печать ________ Формат 60х841/16
Усл. печ. л. 2. Тираж 100. Заказ ____
Издательско-полиграфический комплекс ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ «Нива»
400002, Волгоград, Университетский пр-т, 26.
40
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа