Практическое занятие № 9. Определение норм и сроков полива

Цель занятия — освоение методики расчета норм и сроков полива сада, освоение тензиометрического метода определения влажности почвы.

Продолжительность занятия — 2 ч (90 мин).

Материалы и оборудование: рекомендуемая литература.

Рекомендуемая литература:

Васильев, С. М. Технологические средства капельного орошения : учебное пособие / С. М. Васильев, Т. В. Коржова, В. Н. Шкура. — Новочеркасск : РосНИИПМ, 2017. — 200 с.

Безуверов, А. В. Южное плодоводство: почвенная агротехника, удобрение, орошение : учебное пособие / А. В. Безуверов, Т. Н. Дорошенко, Л. Г. Рязанова. — Санк-Петербург : Лань, 2017. — 128 с.

Недвига, В. С. Капельное орошение садов и виноградников в условиях Крыма / В. С. Недвига. — Симферополь, 2012. — 94 с.

Краткие теоретические сведения

Методы определения сроков и норм поливов. Существуют различные методы определения сроков и норм поливов: по влажности почвы, по физиологическим показателям, по фазам развития растений и др. Наиболее часто применяют метод, основанный на регулярном определении влажности почвы в зоне максимальной плотности корней растений, откуда влага расходуется наиболее интенсивно.

Контроль за содержанием влаги следует проводить:

  • — при поверхностном орошении:
  • — в молодых садах — на расстоянии 0,5—0,7 м от ствола растения;
  • — в плодоносящих — 1,0—1,5 м;
  • — при капельном орошении — 0,3—0,5 м.

В плодоносящих насаждениях, расположенных на однородных по механическому составу типах почв, рекомендуется также упрощенный термостатно-весовой способ определения сроков и норм полива по влажности почвы. Суть его состоит в том, что для получения данных о средней влажности метрового (корнеобитаемого) слоя почвы достаточно определить влажность на глубине 30—40 см. При снижении влажности данного слоя почвы до предполивного уровня назначают срок очередного полива, норма которого должна равняться дефициту влаги в слое иссушения.

Наряду с термостатно-весовым методом используются и другие инструментальные методы определения влажности почвы, предполагающие применение тензиометров, нейтронных влагомеров и других приборов, облегчающих контроль за расходом влаги из почвы.

Тензиометрический метод применяют в целях оперативности определения влажности почвы. Он основан на теории потенциала почвенной влаги. Потенциал почвенной влаги (всасывающее давление почвы) показывает наличие влаги в почве. Его измеряют с помощью тензиометров и выражают в отрицательных величинах давления. Значения глубины установки тензиометров и предполив- ной влажности почвы в разные периоды вегетации для плодовых культур представлены в прил. 16.

Схема устройства тензиометра, с помощью которого осуществляют контроль за качеством полива, приведена на рис. П.3.5.

Величины всасывающего давления, соответствующие различным значениям влажности для суглинистых почв, показаны на рис. П.3.6.

С помощью тензиометров определяют всасывающее давление в контрольных точках, затем по графику, приведенному на рис. П.3.6, определяют влажность и дефицит влаги в активном объеме почвы перед поливом (AW), мм вод. ст., по формуле (10.13)

где 10 — переводной коэффициент; h — мощность расчетного слоя почвы, м; а — плотность почвы, г/см3; WH, W1 — наименьшая влаго- емкость и предполивная влажность почвы соответственно, % (массовая доля абсолютно сухой почвы).

П.3.5. Схема устройства тензиометра

Рис. П.3.5. Схема устройства тензиометра:

1 — керамический зонд; 2 — водная камера; 3 — вакуумметр; 4 — отвод; 5 — штуцер для подсоединения вакуумметра; 6 — штуцер для заправки водой; 7 — заглушка (пробка)

П.3.6. Зависимость всасывающего давления от влажности различных типов почв

Рис. П.3.6. Зависимость всасывающего давления от влажности различных типов почв:

  • 1 — супесчаные; 2 — легкосуглинистые; 3 — среднесуглинистые;
  • 4 — тяжелосуглинистые

Поливная норма неттонетт0), м3/га, при локальном увлажнении определяется по формуле (10.14)

где 10 — переводной коэффициент; AW — дефицит влаги в почве перед поливом, мм; Ку — коэффициент увлажнения площади, доля ед.

После проведения полива и по завершении формирования контуров увлажнения почвы показания тензиометров снижаются до значений, соответствующих влажности, приближающейся к наименьшей влагоемкости (НВ). В это время при необходимости проводят дозаправку тензиометров дистиллированной или просто кипяченой водой.

При определении всасывающего давления почвы из показаний тензиометров в поле вычитается поправка на глубину их установки (на каждые 10 см высоты водной камеры 0,001 МПа).

Расчет проектного режима капельного орошения яблоневого сада выполняется согласно Своду правил «Мелиоративные системы и сооружения» (СП 100.13330.2016. Мелиоративные системы и сооружения. Актуализированная редакция СНиП 2.06.03—85)С

Поливная норма нетто[1] [2], м3/га, определяется по формуле

где WFC, WCR — запасы влаги при наименьшей влагоемкости и пред- поливные запасы влаги соответственно, % (массовая доля абсолютно сухой почвы); а — плотность почвы, т/м3; у — объемная масса воды, т/м3; h — расчетный слой почвы, м; wFC, шся — влажность почвы в расчетном слое почвы при наименьшей влагоемкости и допустимой (предполивной) влажности соответственно, доля ед.; Р — доля площади, подлежащая увлажнению, доля ед.

Пример расчета проектного режима капельного орошения яблоневого сада

Выполнить расчет проектного режима капельного орошения яблоневого сада.

Исходные данные:

  • — плотность почвы — 1,26 т/м3;
  • — объемная масса воды — 0,98 т/м3;
  • — расчетный слой почвы — 0,8 м;
  • — наименьшая влагоемкость (НВ) почвы — 0,2834 % (от массы сухой почвы);
  • — предполивная влажность почвы — 0,227 % НВ.

Основные данные расчета проектного режима орошения яблоневого сада представлены в прил. 17.

Решение

1. Определяем долю площади (Ху), которая подлежит увлажнению вдоль трубопроводов, по формуле

где п — количество капельниц, приходящееся на одно растение, шт. (л = 2 шт.); а — ширина междурядий, м (а = 4 м); b — расстояние между деревьями в ряду, м (Ь = 1,5 м); S — площадь увлажнения одной капельницей, м2;

Подставляя в формулу (П.3.24) числовые данные, находим

2. Рассчитываем поливную норму по формуле (П.3.23):

3. Определяем продолжительность одного полива по формуле

где г| — коэффициент использования оросительной воды (г| = 0,98); q — расход капельницы, л/ч (q = 2,2 л/ч); п — количество капельниц на 1 га, шт. (л = 3332 шт.);

4. Определяем необходимое количество поливов.

Для устранения дефицита влаги на шкале поливной нормы графика интегральной кривой дефицита водопотребления (рис. П.3.4) откладываем поливную норму 70 м3/га и проводим перпендикулярно данной оси линию до пересечения с кривой водопотребления, а затем опускаем линию перпендикулярно вниз. Точка пересечения с осью абсцисс будет датой проведения первого полива. И далее, прибавляя каждый раз величину поливной нормы, определяем даты последующих поливов, до тех пор пока не устраним дефицит водо- потребления.

Исходя из графика рис. П.3.4 в нашем примере требуется 32 полива (прил. 18).

5. Определяем по графику наименьший межполивной период.

Ответ: при оросительной норме для яблоневого сада при среднеобеспеченном влагой годе 2300 м3/га необходимо в среднем 32 вегетационных полива поливной нормой 70 м3/га.

На основании проектного режима орошения производится расчет диаметров трубопроводов оросительной сети, который обеспечивает гидравлические параметры системы орошения. Для назначения поливов устанавливают датчики влажности почвы — тензиометры.

Расчет потребности воды на орошение сада под программируемый урожай. С целью расчета потребности растений в воде используют коэффициент водопотребленияв), м3/т, который рассчитывают по формуле (10.2)

где Е — эвапотранспирация за период вегетации, м3/га; У — величина урожая, т/га.

При расчете количества воды, потребляемой на орошение, в первую очередь важно знать оросительную норму — количество воды, используемое на орошение в период вегетации. В связи с этим, для упрощения расчетов, при определении Кв мы берем не суммарное водопотребление, а оросительную норму, известную во всех садоводческих регионах. Исходя из этого, оросительную норму Мор при программировании урожаев можно определить по формуле

где Мор — оросительная норма (количество воды, используемое на орошение за период вегетации), м3/га; Кв — коэффициент водо- потребления, м3/т; У — программируемый урожай, т/га.

Сложность заключается в изменчивости Кв, который зависит от типа почвы, погодных условий, особенностей плодовой породы, типа сада, способа орошения и др. В табл. П.3.6 приведены ориентировочные коэффициенты водопотребления по разным породам при капельном орошении. Используя данные значения Кв, определяют оросительную норму сада.

Для яблони как плодовой породы коэффициент водопотребления в саду на капельном орошении составляет 60 м3/т. Следовательно, например, для обеспечения урожая 40 т/га потребуется 2400 м3/га воды, а на всю площадь сада, например, 27 га — 64,8 тыс. м3/га.

Коэффициенты водопотребления для разных плодовых и ягодных культур

Культура

Кв, м3

Яблоня

60

Груша

65

Слива

100

Черешня, вишня

95

Персик, нектарин

90

Абрикос

90

Хурма

ПО

Инжир

100

Земляника

85

Ежевика

80

Эта оросительная норма распределяется по вегетационным поливам. Норма полива при капельном орошении, которую мы определили выше, составляет 70 м3/га.

При оросительной норме, например, 2300 м3/га потребуется

Задание

  • 1. Рассчитать норму полива яблоневого сада с учетом следующих исходных данных:
    • — плотность почвы — 1,26 т/м3;
    • — объемная масса воды — 0,95 т/м3;
    • — расчетный слой почвы — 0,7 м;
    • — наименьшая влагоемкость (НВ) почвы — 25 % (от массы сухой почвы);
    • — предполивная влажность почвы — 0,227 % НВ.
  • 2. Рассчитать потребность воды на орошение сада груши под программируемый урожай с учетом следующих исходных данных:
    • — урожай — 45 т/га;
    • — коэффициент водопотребления — 65 м3/т.

Порядок выполнения задания

Задание выполняется индивидуально или группами по два-три человека в следующем порядке.

  • 1. Выполнить задание на основе примеров расчетов, приведенных выше, в параграфе «Краткие теоретические сведения».
  • 2. Оформить отчет о выполненной работе.

Контрольные вопросы

  • 1. Охарактеризуйте тензиометрический метод контроля влажности почвы.
  • 2. Что понимают под коэффициентом водопотребления и как его определяют?
  • 3. Что такое оросительная норма и как ее определяют?
  • 4. Что такое поливная норма и как ее определяют?
  • 5. Чем различаются поливная норма нетто и поливная норма брутто?

  • [1] URL: http://docs.cntd.ru/document/456050590
  • [2] В СП 100.13330.2016 — mnr
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >