Роль воздуха в затопленной почве при возделывании риса

Обновлено: 19.09.2024

В нашей стране рис выращивают на специальных инженерных оросительных системах, представляющих собой комплекс гидро­технических сооружений, предназначенных для бесперебойной подачи необходимого количества воды, удержания ее в течение вегетационного периода риса и оперативного удаления за пре­делы рисового поля при необходимости.

Рисовая система состоит из водоподающей части, рисовых по­лей, дренажно-сбросной сети, гидротехнических сооружений, а также оградительной сети, устройств автоматики, связи, сети до­рог и лесополос.

Особенность рисовых систем - необходимость двухстороннего регулирования влажности почвы на рисовом поле, т. е. создание и регулирование слоя воды на рисовом чеке: сброс воды и осу­шение полей для механизированной уборки урожая; нормальные условия развития сопутствующих рису культур.

Водоподающая система включает водозаборные сооружения (при самотечной водоподаче) или насосные станции, магистраль­ные и распределительные каналы, картовые оросители.

Конструкция каналов.

Участковые распределители, картовые оросители и оросители-сбросы, как правило, проектируют с гори­зонтальным дном и дамбами, исходя из условия автоматизации водораспределения. Старшие каналы оросительной сети проек­тируют с уклонами.

Картовые оросители должны обеспечивать затопление самого высокого чека слоем 10. 15 см.

Автоматизация водораспределения предусмотрена на внутри­хозяйственной сети, включая водовыпуски в чеки, средствами гидравлической автоматики, обеспечивающей поддержание по­стоянных уровней в нижних бьефах всех водовыпусков. На меж­хозяйственных каналах следует предусматривать электрогидрав­лическую автоматику в сочетании с телемеханикой.

Горизонт воды в картовом дренажно-сбросном канале при про­пуске максимального расхода должен быть на 0,5 м ниже отметки поверхности самого низкого чека, который прилегает к ка­налу.

Ширину каналов принимают в соответствии с шириной рабо­чих органов используемых механизмов: для оросительных кана­лов - 0,6; 0,8; 1,0; 1,2; 1,5; 2,5 м и т. д.; для дренажно-сбросных каналов - не менее 1 м.

Заложение откосов зависит от механического состава грунта ложа канала: для легких грунтов 2. 4, средних 1,5. 2, тяже­лых 1. 1,5. Заложение наружных откосов дамб 1. 1,5.

Возвышение бровок и берм дамб земляных каналов над мак­симальным расчетным горизонтом воды при расходе до 0,5 м 3 /с принимают 0,2 м, при 0,5. 2 - 0,3м и при 2. 5 - 0,4 м.

Ширина дамб поверху: при расходе до 2 м 3 /с - 1 м, при 2. 5 м 3 /с - 3 м. Бермы принимают шириной 3 м при глубине ка­нала более 2 м.

Расчетная скорость движения воды в каналах зависит от ме­ханического состава грунтов: в песках и супесях - не более 0,5 м/с, в легких и средних суглинках - 0,7, в тяжелых суглин­ках и глинах - до 1 м/с.

Расчетные расходы. Каналы оросительной сети рассчитывают на пропуск максимального расчетного расхода, определяемого по формуле

где 1,1 - коэффициент запаса, учитывающий возможное увели­чение водоподачи в период первоначального затопления риса (принят для всех каналов, кроме картового оросителя); - максимальная ордината гидромодуля риса, л/с га; - площадь нетто, обслуживаемая каналом, га; а - содержание риса в севообороте (а = 0,75. 1); -коэффициент водооборота (обычно = 3. 5); - канала.

Максимальный расчетный расход каналов дренажно-сбросной сети всех порядков


,


где 1,5 - коэффициент запаса; - максимальная ордината модуля дренажно-сбросного стока, л/с с 1 га.

Дренажно-сбросная сеть.

Самая сложная задача при проек­тировании рисовых оросительных систем - правильное назначе­ние параметров дренажа для поддержания орошаемой территории в надлежащем мелиоративном состоянии. Дренаж на рисовых системах проектируют в зависимости от его назначения, почвенных и гидрогеологических условий и делят на три типа: рассолительный, профилактическийиотсечный.

Рассолительный дренаж проектируют на засоленных почвах (солончаках, солончаковатых, кроме содовых). При близком за­легании минерализованных грунтовых вод и отсутствии угрозы заболачивания он может иметь вид постоянных или временных дрен. Расчет рассолительного дренажа сводится к проверке вы­бранной схемы. Проверку ведут по формулам, полученным в ре­зультате решения уравнения конвективной диффузии, позволяю­щего определить содержание солей в почве после промывки, или с помощью балансовых расчетов с применением метода ЭГДА.

Устройство частого дренажа, который должен быть закрытым, не всегда экономически оправданно. Кроме того, частый дренаж способствует значительным потерям оросительной воды. Поэтому в условиях возделывания затопляемого риса при отсутствии напорности грунтовых вод можно увеличить междренное расстоя­ние до 200 и более метров за счет более продолжительного пер­воначального пребывания риса в целях лучшего опреснения почв и грунтов зоны аэрации.

Усилить действие рассолительного дренажа на солонцах и солонцеватых почвах можно, применяя системы агротехнических и химических мероприятий в виде глубокого рыхления, кротования, внесения гипса, полимеров и др.

Профилактический дренаж применяют тогда, когда почва и грунты до глубины 1,5м не засолены или слабозасолены, грун­товые воды слабоминерализованы (до 3 г/л) и слабодренированы. В этом случае ограничиваются устройством сбросной сети и от­сечных более глубоких дрен по границам рисовых полей сево­оборота. Как правило, при двустороннем командовании, рассто­яние между сбросными каналами колеблется в пределах 300. 400 м и может быть увеличено при отсутствии напорных грун­товых вод до 500. 600 м. Если нет притока грунтовых вод извне и они практически безнапорны, то испарение при наличии сбросной сети обеспечит снижение их уровня на глубину, допу­скающую применение сельскохозяйственных машин, а затем воз­делывание сопутствующих рису культур.

Основной задачей профилактического дренажа является предотвращение вторичного засоления почв в период возделывания сопутствующих культур, поэтому его расчет сводится к опреде­лению прогнозного солевого профиля на полях рисового сево­оборота. Если прогнозное засоление не превышает допустимого, а грунтовые воды находятся на допустимой глубине, принятая схе­ма дренажа работает удовлетворительно. В противном случае надо изменить параметры дренажа или увеличить оросительную норму для сопутствующих культур.

Отсечный дренаж служит для защиты массивов, прилегающих к рисовым полям, от подтопления и вторичного засоления, а так­же для ограждения территории рисового севооборота от притока грунтовых вод извне. Как правило, его проектируют по границам рисовых полей и в местах резкого перелома рельефа.

В конструктивном отношении отсечный дренаж представляет собой одну или несколько дрен, заложенных поперек движения грунтового потока. Критерием для определения необходимости дренажа может служить балансовый расчет. Отсечный дренаж необходим во всех случаях, когда прилегающие к рисовому участ­ку массивы не отделены от него естественными понижениями (балка, овраг) или рекой. Глубину отсечной дрены на границе рисового поля принимают исходя из глубины залегания грунто­вых вод, которую необходимо поддерживать на прилегающих к рисовым системам участках. Глубину грунтовых вод, допустимую на смежных с рисом участках, можно принять 1. 1,5 м при минерализации грунтовых вод до 3 г/л и 2. 2,5 м - при боль­шей минерализации. Тогда глубина отсечной дрены может быть в пределах 2. 3 м.

На рисовых массивах независимо от их расположения происхо­дит вторичное засоление вдоль хозяйственных, участковых, а иногда и картовых оросительных каналов, проходящих в земля­ных насыпях, а также вдоль поперечного валика нижележащего чека, если разность отметок смежных чеков превышает 0,3 м. Причина вторичного засоления - восходящее движение минера­лизованных грунтовых вод, обусловленное разностью напоров воды в оросительных каналах и чеках, а также в высоких и низ­ких чеках. Для ликвидации этого отрицательного явления необ­ходимо устройство неглубокого отсечного незатопляемого дре­нажа с обеих сторон оросительного канала и на нижнем чеке вдоль поперечного валика. Для быстрейшей ликвидации послед­ствий засоления устройство отсечного дренажа целесообразно со­четать с агротехническими и химическими приемами и соответст­вующей промывкой при возделывании сопутствующих культур.

Полив сопутствующих рису культур.

Как показала практика рисосеяния, получение высоких урожаев риса возможно в том случае, когда он возделывается в севообороте с другими куль­турами. Лучшая сопутствующая культура затопляемого риса - люцерна, способная не только восстановить плодородие и струк­туру почвы после длительного затопления, но и обогатить ее азотом. Чтобы получить высокие урожаи сопутствующих культур, необходимо орошение.

Для успешного полива сопутствующих рису культур затоп­лением нужно соблюдать следующие основные условия: поверх­ность чека или карты-чека должна быть тщательно спланирована с таким расчетом, чтобы разность отметок не превышала ±2,5 см; полив чека должен быть осуществлен за короткий промежуток времени, который колеблется в пределах 6. 12 ч в зависимости от культуры и фазы ее развития.

Полив дождеванием наиболее эффективен на незасоленных землях с близким уровнем грунтовых пресных вод (0,7. 1,0 м), где требуются небольшие поливные нормы (300. 400 м 3 /га), а также в условиях засушливой весны для получения всходов и урожая люцерны первого укоса.

Широкое развитие рисосеяния и ограниченность водных ре­сурсов диктуют необходимость использования сбросных вод ри­совых оросительных систем на повторное орошение риса и сопут­ствующих культур. Повторное или оборотное использование воды позволяет, не увеличивая ресурсов водоисточника, расширять оро­шаемые площади или сократить водозабор из источника при тех же площадях орошения. Подача же сбросных вод на рисовые поля будет способствовать более полному использованию вноси­мых на поля удобрений. Повторное применение целесообразно, так как сброс воды с рисовых систем составляет 50% и более от забора воды, а минерализация ее в период орошения даже на засоленных землях сравнительно невысокая (1. 3 г/л).

И.С. Белюченко
Экология Краснодарского края (Региональная экология)
Учебное пособие. – Краснодар: КубГАУ, 2010. — 356 с.

5.1. Почвы природно-хозяйственных зон

5.1.7. Рисовые почвы

К типу рисовых относятся все почвы, используемые в рисовом севообороте. Специфические условия и происходящие в этих почвах процессы связаны с культурой риса. Возделывание риса в дельте Кубани в значительных масштабах началось в 30-е гг. Под рис осваивались равнинные участки, требующие минимальных планировок. К 1965 г. площадь рисовых оросительных систем (РОС) в дельте Кубани достигла 47, а затем 258 тыс. га. В настоящее время в дельте Кубани сформированы три массива орошения со своими водохозяйственными комплексами: 1) Марьяно-Чебуpгoльский, площадью 109,4 тыс. га (в том числе рисовых полей 85,9 тыс. га); 2) Междуреченский , площадью 88,9 тыс. га (в том числе рисовых полей 63,2 тыс. га); 3) Закубанский, площадью 59,9 тыс. га (в том числе рисовых полей 41,6 тыс. га) (Вальков и др., 1996). Среди особенностей рисовых почв необходимо назвать антропогенную преобразованность их профиля. В процессе строительства рисовых систем проводились капитальные планировки, т.е. искусственное преобразование рельефа, сопровождавшееся перемещением громадных масс почвогрунтов. Срезки почв на повышениях и засыпка понижений в процессе нивелировки поверхности существенно изменили исходное морфологическое строение большинства почв. Строительство рисовых систем снивелировало естественные элементы мезо- и микрорельефа. Большинство мелких грив срезано, а понижений — засыпано. Однако элементы макрорельефа в определенной мере сохранились: плоские обширные депрессии сохранили свои минимальные отметки местности, а на местах прирусловых валов-ериков выявляются наиболее высокие чеки. Обычно выделяются следующие категории чеков, высотное различие которых составляет 0,25-0,5 м: высокие, средневысокие, средние, низкие и очень низкие чеки.

Главная особенность рисовых почв – их водный и воздушный режим. В теплый период года, с мая по сентябрь, на рисовых полях искусственно создается болотный режим. В условиях затопления в почве окислительные процессы из-за недостатка кислорода сменяются восстановительными. Общим показателем интенсивности анаэробных процессов является величина окислительно-восстановительного потенциала (ОВП). До затопления рисовых почв величина ОВП в зависимости от генезиса почв и содержания гумуса составляет +300-400 MB. При этом считается, что полное окисление восстановленных продуктов достигается при ОВП +360-370 MB. Через 10 дней под залитым полем в почве уже отсутствует свободный кислород и ОВП снижается до +200 MB. Затем происходит его постепенное снижение до отрицательных значений (при ОВП менее -20 MB начинается восстановление соединений железа; при -100 MB наблюдается распад белков и в почве появляется сероводород; в конце вегетации, когда ОВП может опускаться ниже -150 MB, происходит восстановление сульфатов). При ежегодном возделывании риса по рису обнаруживается явная тенденция к возрастанию суммы недоокисленных продуктов, в том числе и двухвалентного железа, к началу вегетации (Вальков и др., 1996).

Значительная часть веществ (двухвалентное железо, сероводород, метан и др.), появившиеся в почве вследствие преобладания восстановительных процессов, токсичны для риса, что приводит к снижению его урожайности. При постоянном использовании почв под рис, независимо от исходного генезиса почв и типов рисовых карт, на 3-4-й годы значительно падает урожайность. Запасов кислорода в рисовой почве, создаваемого во вневегетационный период (октябрь-апрель), недостаточно для преобладания аэробных процессов в последующем вегетационном периоде. Для борьбы с этим явлением применяется рисовый севооборот, предусматривающий периодическую смену посевов риса (после 2-8 лет) и сопутствующих незатапливаемых культур (в основном люцерны в течение двух лет). В таком севообороте в среднем 62-67 % площади РОС ежегодно занято посевами риса. Циклическая смена окислительных и восстановительных процессов является ведущим фактором почвообразования на рисовых системах. Но, учитывая различный генезис используемых в рисовом севообороте почв, влияние и последствия указанной цикличности на них имеют отличия.

Затопление почв под рисом в течение вегетационного периода (пять месяцев) резко изменило направление почвообразовательного процесса не только для полугидроморфных (лугово-черноземных и луговых), но и для типично гидроморфных (лугово-болотных и болотных) почв. Для полугидроморфных почв искусственно созданный длительный болотный режим изменил направление почвенных процессов в сторону сильного гидроморфизма. В бывших болотных почвах, в связи с дренированием территории и осушением их в осенне-зимне-весенний период, длительность болотного режима в годовом цикле сократилась: по водному режиму они стали аналогичны лугово-болотным почвам. Искусственный болотный режим трансформирует один из главнейших диагностических признаков почв — состав гумуса: в лугово-черноземных и луговых почвах это выражается в увеличении доли фульватов в составе гумуса и сокращении доли гуматов; в болотных почвах происходит обратный процесс. В зависимости от исходного генезиса почв процесс формирования типичных рисовых почв довольно длителен — от 30-40 лет для болотных и лугово-болотных почв до 100-150 лет для лугово-черноземных почв (Бочко и др., 1993). В почвах гидроморфного генезиса, сформировавшихся на аллювиальных отложениях, при длительном использовании под рис наблюдается существенное утяжеление механического состава — возрастает доля илистой фракции. Ведущей причиной этого процесса является принос в почву илистых частиц с поливной водой. Но не исключено некоторое изменение минералогического состава почвогрунтов вследствие внутрипочвенных процессов и появления минералов монтмориллонитовой группы.

В черноземах и лугово-черноземных почвах, сформировавшихся на лессовидных отложениях, при использовании их под рис происходит значительное и необратимое изменение водно-физических свойств, резко уменьшается пористость и водопроницаемость, возрастает плотность и объемная масса. В подстилающих лессовидных отложениях происходят аналогичные процессы: они деградируют. Почвы и бывшие лессовидные отложения приобретают склонность к набуханию при переувлажнении и к трещиноватости при иссушении. Это косвенные признаки изменения минералогического состава почвогрунтов, повышения в их составе доли минералов монтмориллонитовой группы; именно последние придают указанные выше свойства почвам и подстилающим породам. Наиболее интенсивно эти изменения происходят в первые 4-6 лет использования почв под рис. В дальнейшем активность этих изменений затухает (Вальков и др., 1996) Основанием для выделения рисовых почв в отдельный тип является специфический, искусственно создаваемый водный и воздушный режимы, приводящие к существенным, а иногда и кардинальным изменениям исходных почв. Причем мощность воздействия этого специфического режима такова, что почвы различного генезиса и возраста начинают приобретать одинаковый облик и свойства. Фактически, рисовые почвы — это тип искусственных гидроморфных почв.

К рисовым лугово-черноземным почвам отнесены небольшие площади бывших черноземов типичных и дельтовых, вовлеченных в рисовый севооборот. Под рисом существование чернозема как типа почв невозможно: он становится лугово-болотной почвой. К рисовым аллювиальным лугово-болотным почвам отнесены встречающиеся до строительства РОС по днищам лиманов аллювиальные болотные почвы. После включения их в рисовый севооборот, что сопровождалось значительным изменением их морфологии в результате уничтожения торфяного горизонта, продолжительность затопления их значительно сократилась и стала соответствовать лугово-болотному режиму. По морфологическим признакам, агрохимическим и водно-физическим характеристикам бывшие болотные почвы аналогичны лугово-болотным почвам.

Рисовые луговые почвы в геоморфологическом отношении приурочены к древней дельте Кубани. Наиболее распространены луговые мощные и сверхмощные легкоглинистые и тяжелосуглинистые почвы на аллювиальных глинах и тяжелых суглинках. По содержанию гумуса (2-4 %) они относятся к слабогумусным. Они не засолены и несолонцеваты. Водно-физические свойства их благоприятны для возделывания риса. Засоленные разновидности составляют примерно 25 % рисовых луговых почв. Представлены они в основном слабо-среднесолончаковатыми видами. Тип засоления сульфатный.

Рисовые аллювиальные луговые насыщенные почвы в геоморфологическом отношении приурочены к современной дельте Кубани и сформировались, как и их богарные аналоги, на аллювии различного гранулометрического состава. Более 60 % площади данных почв представлено незасоленными средне- и маломощными, слабогумусными (2-3,5 %), легкоглинистыми и тяжелосуглинистыми разновидностями на аллювиальных глинах и тяжелых суглинках. Изменение в морфологии этих почв выражено в основном в обилии гидроморфных признаков с поверхности: прожилки ржавчины, охристые пятна. Наиболее значительные отличия рисовых аллювиальных луговых почв от их богарных аналогов проявляются в водно-физических свойствах и в водно-солевом режиме.

Рисовые аллювиальные лугово-болотные почвы приурочены в основном к современной дельте Кубани, занимая бывшие днища лиманов, т.е. наиболее низкие и слабосточные чеки. Преобладающее большинство их имеет тяжелый глинистый и редко — тяжелосуглинистый гранулометрический состав. Морфологическое строение, агрохимические и водно-физические свойства данных почв практически не отличаются от нерисовых аллювиальных лугово-болотных почв. К рисовым аллювиальным лугово-болотным почвам отнесены также аллювиальные болотные иловато-перегнойно-глеевые и иловато-торфяные почвы, встречающиеся по днищам бывших лиманов.

Все рисовые почвы, независимо от исходного генезиса, претерпевают существенные изменения, приводящие к формированию типичных рисовых почв. В морфологическом плане эти почвы будут иметь большинство признаков лугово-болотных почв. Длительность использования под рис таких различных по исходному генезису почв, как лугово-черноземные и лугово-болотные, недостаточна для сглаживания их морфологических различий. В то же время общность нового почвообразовательного процесса, обусловленного специфическим водным и воздушным режимами, после 20-30-летнего использования в рисовом севообороте определила идентичность многих показателей почв.

Зона рисосеяния расположена на трех геоморфологических образованиях: первой надпойменной террасе Кубани, древней дельте и современной дельте Кубани. В соответствии с общепринятыми положениями геохимической миграции воднорастворимых веществ количество и тип аккумулируемых солей в названных геоморфологических элементах различны.

Первая надпойменная терраса Кубани является зоной транзита солей. В зоне рисосеяния она отличается наименьшими солевыми запасами при преобладании сульфатного типа солей. Однако при общей выдержанности такой классической для дельт и прилегающих террас схеме наблюдаются локальные аномалии. В частности, на части первой террасы правобережья Кубани (Марьяно-Чебургольский массив, район ст. Марьянской) выявлен район с неглубоко залегающим бассейном высокощелочных грунтовых вод, что привело к распространению в нем солонцеватых почв и солонцов. Указанный район распространения солонцеватых почв — практически единственный в регионе. В современной и древней дельтах, несмотря на неглубокое залегание слабоминерализованных натриевых грунтовых вод (такова предпосылка для развития солонцеватости), на преобладающих площадях рисовых почв солонцеватость не проявляется. Наиболее вероятной причиной отсутствия солонцеватости в рисовых почвах служит высокое содержание карбонатов кальция в почвогрунтах.

Древняя дельта Кубани, бывшая в недалеком историческом прошлом зоной аккумуляции солей, в настоящее время также обладает значительными запасами водорастворимых солей в почвогрунтах и грунтовых водах. В этом геоморфологическом регионе обнаруживается тенденция к изменению типа аккумулированных солей: с востока на запад по мере падения отметок местности возрастает доля хлоридов в сумме солей — тип засоления от преимущественно сульфатного изменяется до хлоридно-сульфатного и, реже, сульфатно-хлоридного.

Современная дельта Кубани является в настоящее время зоной аккумуляции солей со всего бассейна Кубани. Солевые запасы почвогрунтов и грунтовых вод в этой зоне значительно выше, чем в зонах I террасы и древней дельты вместе взятых. Преобладающими типами солей являются хлориды и сульфаты. Нестабильность водного режима (как от атмосферного увлажнения, так и от паводков рек) и мощное антропогенное воздействие, связанное со строительством рисовых систем и крупных гидротехнических сооружений (водохранилищ, магистральных каналов и т.д.), привели к значительному изменению описанной выше схемы формирования зон транзита и аккумуляции солей.

Способ включает прерывистое затопление рисовых чеков, подачу воды на посевы риса осуществляют в виде асимметричных треугольных импульсов, регламентированных в пространстве и времени, снижение влажности обнаженной почвы между импульсами не допускают ниже 85% полной влагоемкости (ПВ), программное распределение воды в оросительной сети между потребителями осуществляют по графику, назначая интервалы времени подачи воды каждому из них по параметрам регламентированного импульса, которые определяют по формулам:

- высота импульса (слой воды), hсл

где σ - среднеквадратичное отклонение неровностей на поверхности чеков, мм;

- продолжительность подачи воды для создания заданной высоты импульса, t1:

где q - гидромодуль затопления, равный 100 мм/сут;

α - коэффициент, учитывающий потери на испарение, равный примерно 1,05;

- продолжительность сработки слоя воды естественным путем за счет эвапотранспирации (Э) и фильтрации (Ф) t2:

- продолжительность обнаженной почвы между импульсами t3:

t 3 = 0,15 ( h с л + ω ) Э + Ф , сут

где ω - влажность, при которой ее водоудерживаемость близка к 0, а интенсивность транспирации не снижается, для суглинистых почв она оказалась равной 85% ПВ;

- количество тактов водооборота N на хозяйственном распределителе определяется по формуле:

где Тобщ. - общая продолжительность импульса, сут. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности использования водных ресурсов. 4 табл., 1 ил.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано на рисовых оросительных системах.

Недостатками данного способа являются высокие непроизводительные потери воды на фильтрацию и вынужденные сбросы для понижения слоя, обусловленные температурой воздуха, фазой развития риса и сорняков;

сильная изреженность всходов из-за массовой гибели проростков риса в анаэробных условиях затопленной почвы.

Недостатками данного способа является: а) высокие непроизводительные потери воды, которые оказываются на 10-15% выше, чем при постоянном затоплении, связанные с вынужденными сбросами воды при замачивании горизонтальной поверхности чеков; б) изреженные всходы, обусловленные тем, что часть семян риса, погруженная в почву более чем на 3 см, оказывалась в анаэробных условиях.

Недостатком этого способа является исключение возможности рационального программного распределения воды в оросительной сети из-за отсутствия научно-обоснованного технологического регламента орошения, размеров продолжительности элементов прерывистого затопления, что затрудняет рациональное использование водных ресурсов и их экономию.

Задачей предлагаемого способа является рациональное использование водных ресурсов.

Решение поставленной задачи достигается использованием прерывистого затопления в виде асимметричных треугольных импульсов, регламентированных в пространстве и времени, снижение влажности обнаженной почвы между импульсами доводят до 85% полной влагоемкости (ПВ), программное распределение воды в оросительной сети между потребителями осуществляют по графику, назначая интервалы времени подачи воды каждому из них по параметрам регламентированного импульса.

Параметры импульсов определяют по формулам:

1. Высота импульса (слой воды), hсл

где σ - среднеквадратичное отклонение неровностей на поверхности чеков, мм;

2. Продолжительность подачи воды для создания заданной высоты импульса, t1:

где q - гидромодуль затопления, равный 100 мм/сут;

α - коэффициент, учитывающий потери на испарение, равный примерно 1,05.

3. Продолжительность сработай слоя воды естественным путем за счет эвапотранспирации (Э) и фильтрации (Ф) t2:

4. Продолжительность обнаженной почвы между импульсами t3:

t 3 = 0,15 ( h с л + ω ) Э + Ф , сут ,

где ω - влажность, при которой ее водоудерживаемость близка к 0. а интенсивность транспирации не снижается. Для суглинистых почв она оказалась равной 85% ПВ (рис.1).

5. Количество тактов водооборота N на хозяйственном распределителе определяется по формуле:

где Тобщ - общая продолжительность импульса, сут.

Пример конкретного выполнения способа

На всех чеках были закреплены по семь стационарных площадок 1×1 м для наблюдения за динамикой роста, осушения, влажности почвы и др.

В поливной период проводились гидрометрические, биометрические и гидрохимические наблюдения и учеты. Влажность поверхностно-обнаженной почвы между импульсами изменялась от 100 до 85% ПВ.

Учет урожая риса был выполнен двумя методами: 1) по биометрическому анализу снопов из стационарных площадок и 2) сплошным комбайнированием.

Биометрический анализ структуры урожая показал, что его величина оказалась практически одинаковой (Таблица 1)

Однако комбайновый учет указал на существенное различие: на экспериментальной карте он оказался на 4 ц/га выше (73,05 ц/га против 69,75 ц/га). Это объясняется следующим: на карте с постоянным затоплением наблюдалось заметное полегание части посевов, в то время как на импульсном затоплении оно практически не наблюдалось совсем. А как известно, при уборке полегшего риса потери увеличиваются на 3-4 ц/га, а при неблагоприятных условиях доходят до 16-18 ц/га.

Как показали результаты наблюдений, импульсное орошение не оказало негативного влияния на засоренность посевов, химизм оросительной воды и урожайность риса.

Таблица 2
Содержание минеральных веществ в почвенной воде, мг/л
СО3 2- NO3 - PO4 3- Fe 2+ O2 pH NO2 - NT4 +
карта 10 (контроль) 107,1 0,7 0,15 0,02 2,85 7,0 0,02 0,1
карта 12(начало импульса) 133,88 0,95 0,1 0,02 4,3 7,0 0,02 0,1
карта 10 (контроль) 107,1 0,95 0,2 0,02 4,9 7,0 0,02 0,1
карта 12 (середина импульса) 196,35 0,15 0,15 0,02 3,35 7,0 0,02 0,1

Средняя урожайность на экспериментальных чеках составила 73,5 ц/га, на контрольных - 69,75 ц/га, а создавая аэробные условия в почве, повышает устойчивость посевов к полеганию, предотвращает болезни корней растений, уменьшает расход воды на возделывание риса.

Экономия воды при импульсном орошении риса и пятитактном водообороте по сравнению с контролем составила 4 тыс.м 3 /га.

Анализ признаков на новизну
Предлагаемый способ Способ-прототип
Прерывистое затопление в виде асимметричных треугольных импульсов, регламентированных в пространстве и времени. Прерывистое затопление без заданных параметров импульса.
Снижение влажности обнаженной почвы между импульсами не допускают ниже 85% полной влагоемкости (ПВ). Научно обоснованная влажность не установлена.
Программное распределение воды между потребителями осуществляют по графику, назначая интервалы времени подачи воды каждому из них по параметрам регламентированного импульса Подготовка схемы водораспределения не осуществима
Анализ существенных признаков заявляемого решения
Признаки предлагаемого решения Новые свойства, приобретенные в результате использования технического решения Достигаемый положительный эффект
Прерывистое затопление В виде асимметричных треугольных импульсов, регламентированных в пространстве и времени. Появляется возможность разработки схемы программного водораспределения. Рациональное использование водных ресурсов.
Снижение влажности обнаженной почвы между импульсами не допускают ниже 85% полной влагоемкости (ПВ). Научно обоснованный параметр влажности между импульсами. Урожайность риса не снижается.
Программное распределение воды в оросительной сети между потребителями осуществляют по графику, назначая интервалы времени подачи воды каждому из них по параметрам регламентированного импульса. Появляется возможность наиболее экономичного распределения оросительной воды. Снижение оросительной нормы на 4 тыс. м 3 /га.


Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к механизации полива, и может быть использовано для орошения сельскохозяйственных культур путем дискретной (импульсной) подачи воды в очаги увлажнения.



Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при поливе сельскохозяйственных культур по бороздам в предгорной зоне. .


Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при выращивании сельскохозяйственных культур в теплице. .


Изобретение относится к области мелиорации земель, в частности к оросительным мелиорациям, и может быть использовано для повышения качества воды при капельном способе орошения сельскохозяйственных культур, когда поливы осуществляются водой с высоким содержанием солей.

Изобретение относится к технологии генерации газокапельных струй повышенной дальнобойности и может использоваться в противопожарной технике, в сельском хозяйстве при орошении земель и других отраслях, связанных с необходимостью создания дальнобойных газожидкостных струй.






Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способам выращивания риса, и может быть использовано при возделывании риса. .


Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано на рисовых оросительных системах


Рис — одна из древнейших и самых широко распространенных продовольственных культур. Зёрна риса выделяются равновесным содержанием аминокислот, прекрасными вкусовыми качествами, отличной усвояемостью. Из зерна риса получают крахмал, который является важным сырьём в текстильной, медицинской и парфюмерной индустрии. Рисовая солома пригодна для скармливания животным, кроме того является сырьём для изготовления бумаги, картона, веревок, мешков, корзин и других подобных изделий.

Рис одна из самых урожайных зерновых культур, его урожаи могут составлять 69-80 ц/га и даже больше.

Место риса в севообороте

Для выращивания риса требуютсяспециальные севообороты. Под рис используются 5. 9-польными севообороты. Чтобы создать хорошие агромелиоративные условия при последующих посевах, производят вывод полей из-под затопления и посадку на них суходольных растений – обычно кормовых трав или оставляют их под паром. То есть рисовый севооборот состоит ещё из травяного и парового полей. Вслед за бобовыми травами рис можно сеять три года подряд, а после пара не более двух раз подряд. Включение в севооборот трав даёт – уничтожение болотных сорняков, насыщение почвы питательными веществами и производство качественных кормов.

Включение парового звена позволяет выполнить мелиоративно-ремонтные работы, повысить плодородие поля с помощью сидератов и извести сорно-полевые формы риса. Для занятия пара используют следующие культуры: чина, вика, рапс, горох, соя, гречиха и бобово-злаковые смеси.

Удобрение риса

Чтобы выросла тонна рисового зерна растения потребляют из почвы: азота – 24,2 кг; фосфора – 12,4 кг; калия – 30 кг. Наиболее важен для риса азот, поглощение которого идёт всю вегетацию. Пик потребности в азоте приходится на период вымётывания растений. Нехватка азота на этапе от всходов до кущения сильно уменьшает урожай риса. Переизбыток ведёт к изратанию и полеганию, сильно повышает риск заражения пирикуляриозом. Применение азотных удобрений выполняют по следующей схеме: 25% перед посевом, 50% когда вырастет 3-5 листьев, и последние 25 в фазе выхода в трубку.

Использование калийных удобрений при избытке азота и фосфорном снижает последствия избыточности азотного питания. Схема внесения калийных удобрений такая: 50: перед посевом и 50% по выходу растений в трубку.

Фосфорные удобрения включают в состав основного, также их вносят вместе с посевом объёмом 30-40 кг/га.

Органические удобрения внесённые по пару или при мелиоративных работах значительно повышают урожайность. Наиболее часто вносят 5-6 т/га соломы или 30-40 т/га навоза под вспашку зяби. Если почва засолилась её гипсуют.

Обработка почвы под рис

Тип обработки будет зависеть от почвы на которой планируется выращивать рис. Так для лугово-чернозёмных и торфяных почв рекомендуют вспашку отвальными плугами на глубину 20-22 см. Солончаковым почвам требуется безотвальная обработка на ту же глубину [Культиваторы для основной обработки]. Мелкой вспашкой [Плуги] глубиной 12-14 см рекомендуется обработать солонцеватые светло-каштановые почвы. Если поле засорено болотными растениями, то его необходимо перепахать глубже залегания большей части корневищ.

По весне выполняют глубокое рыхление [Глубокорыхнители] или перепашку зяби, следом культивируют [Культиваторы универсальные] поперёк следов вспашки. Второе рыхление выполняют поперёк первого, когда отрастут сорняки. Если почва обладает крупнокомковой структурой или требуется дополнительное выравнивание выполняют дискование [Бороны дисковые]. При достаточной выровненности поверхности чека, его обрабатывают почвенным гербицидом с заделкой зубовой бороной [Сцепки зубовых борон].

Посев риса

Наилучшим выбором для посева будут высококондиционные семена районированных сортов, которые следует протравить [Протравливатели].

Время и срок посева для каждого поля будут свои. На них влияет сорт риса, способ получения всходов и структура почвы. Способы посева риса следующие узкорядный, рядовой [Сеялки рядовые] и при неблагоприятных условиях разбросный [Машины внесения твердых удобрений и семян] (в том числе аэросев). Норма высева 5.-7 миллионов всхожих семян на 1 га.

Уход за посевами риса

Уход за посевами риса можно осуществлять используя авиацию [Машины для авиационно-химических работ], выполняя следующие действия: подкормку, опрыскивание, десикацию, и сеникацию, бороться в болезнями и вредителями. Работу машин авиации лучше всего планировать на следующее время с 5 до 10 утра и с 17 до 20 вечера. В эти часы нет восходящих потоков воздуха, мешающих проведению работ.

Рис требует постоянного или укороченного затопления, что делает невозможным его выращивание без систем орошения. Некоторые способы получения всходов позволяют не осуществлять первоначальное затопление. Повторные затопления проводят в целях борьбы с сорняками или засоленностью почвы, глубина затопления и продолжительность зависят от использования или неиспользования гербицида и его вида.

При посеве на засоленных почвах воду несколько раз в течении сезона сбрасывают, чтобы снизить в ней количество соли.

Чистые от сорняков поля заливают постепенно после появления полных всходов, так чтобы просянки были покрыты слоем воды 5-7 см, когда у растений появится 3-4 листа подачу воды прекращают.

Уборка урожая риса

Уборку начинают когда зерно созреет в метёлках, это видно по цвету окраски оболочек зерновок. В метёлке должно содержаться 85-90 % поспевших колосков, а влажность зерна должна составлять до 23 %.

К моменту созревания колосков, стебли и листья продолжают расти и сохраняют зелёный цвет и влажность пределах 75-65 %. В тоже время при начале уборки влажность метёлок зерна 30-26 % и продолжает снижаться вплоть до 20-16%.

Ожидать снижения влажности рискованно, так как сильно увеличиваются потери от осыпания, а время уборки может совпасть с осенней распутицей.

Чтобы ускорить созревание проводят сеникацию, а для засыхания стеблей и получения возможности однофазной уборки – десикацию.

Для начала уборки чеки необходимо просушить, иначе уборочная техника не сможет по ним пройти. Уборку можно начинать через 10-15 дней после полного ухода воды из чеков.

Рис созревает очень недружно поэтому без химической обработки его можно собрать только двухфазным способом. Обмолачивать рис начинают когда влажность зерна в валках составит 15-16%. При урожайности более 5,5 т/га требуется двойной обмолот, в том числе при использовании 2-барабанных комбайнов. При первом обмолоте ворох укладывается обратно на поле в валок. Двойной обмолот позволяет снизить потери и уменьшить повреждение зерна.

Однофазную уборку применяю только при изреженном стеблестое или ранних заморозках.

Рис необходимо обработать сразу по доставке с поля – подсушить и пропустить через очистительные машины [Оборудование для очистки зерна]. Зерно риса отличатся повышенной биохимической активностью – оно храниться только при влажности меньше 15%

Читайте также: