Обоснование технологии полива томата системой импульсно-локального орошения в закрытом грунте тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 06.01.02, кандидат технических наук Саид Али Акбар

• Саид Али Акбар
• кандидат технических наук
• 1998

Оглавление диссертации кандидат технических наук Саид Али Акбар

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

ГЛАВА 1.СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ОРОШЕНИЯ ОВОЩНЫХ

КУЛЬТУР В ТЕПЛИЦАХ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ.

1.1. Состояние тепличного хозяйства . 6.

1.2. Особенности конструкции теплиц и сооружений для защищенного грунта

1.3. Способы регулирования температурного режима в теплицах.

1.4. Требования к качеству поливной воды.

Параметры микроклимата

1.5. Способы и технические средства полива

1.6. Конструктивные и технологические особенности микрооросительных установок и микроводо-выпусков

ГЛАВА 2. ЦЕЛЬ, ОБЪЕКТ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Цель и задачи исследований

2.2. Объект исследований

2.3. Методика проведения исследований

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМЫ

ИМПУЛЪСНО-ЛОКАЛЬНОГО ОРОШЕНИЯ ТОМАТОВ В БЛОЧНОЙ ТЕПЛИЦЕ.

3.1. Исследование температурного режима

3.2. Система и элементы технологии импульсно-локального орошения

3.3. Исследование равномерности распределения расхода воды по оросительной сети

3.4. Исследование контура увлажнения при одиночной работе мшфоводовыпуска

3.5. Исследование равномерности увлажнения почвенного субстрата по площади грядки

3.6. Выводы по главе

ГЛАВА 4. ВОПРОСЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ СИСТЕМЫ ИМПУЛЬСНО-ЮКМЬНОГО

ОРОШЕНИЯ В БЛОЧНОЙ ТЕПЛИЦЕ.

4.1. Надежность системы импульсно-локального орошения

4.2. Особенности технологии и эксплуатации установок для внесения растворимых минеральных удобрений с поливной водой

4.3. Выводы по главе

ГЛАВА 5. ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ВЫРАЩИВАНИЯ ТОМАТА ПРИ

ИШУЛЬСНО-ЛОКАЛЬНОМ ОРОШЕНИИ И УРОЖАЙ

5.1. Особенности технологии выращивания томата при импульсно-локальном орошении

5.2. Подготовка почвенного субстрата для грядок

5.3. Агрохимическое обеспечение технологии выращивания томата

5.4. Фенологические фазы развития томата и их сроки

5.5. Учет урожая

5.6. Выводы по главе

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Обоснование технологии полива томата системой импульсно-локального орошения в закрытом грунте»

Диссертация посвящена разработке и исследованию технологии полива томата с помощью системы импульсно-локального орошения в закрытом грунте и обоснованию эксплуатационной надежности работы ее элементов. Ключевыми вопросами экспериментальных исследований являлись: формирование температурного режима в блочной теплице, равномерность распределения расхода воды по оросительной сети, формирование влажности почвенного субстрата на грядках, эксплуатационная надежность работы головного узла водораспределения и микроводовыпусков.

Актуальность темы. При выращивании овощной продукции в закрытом грунте используют различные способы и технические средства полива. Наибольшее распространение получил поверхностный (полив вручную из шланга ), реже - дождевание. Эти способы полива имеют существенные недостатки. Поэтому перед мелиоративной наукой была поставлена сложная народнохозяйственная задача - разработать и проверить в производственных условиях новые технические средства и технологии орошения для закрытого грунта, позволяющие регулировать мелиоративные режимы в оптимальных пределах и повысить эффективность использования водных, трудовых и энергетических ресурсов.

Во ВНПО "Радуга" (Носенко В.Ф., Шарко A.M.) разработаны совершенно новая технология и технические средства полива для закрытого грунта - система импульсно-локального орошения (МО).

Для обоснования применимости и эффективности новой технологии и технологических средств полива системой МО в закрытом грунте требовалось провести специальные исследования по определению надежности работы головного узла водораспределения и элементов оросительной сети; равномерности распределения расхода воды из мжроводовыпусков; равномерности увлажнения почвенного субстрата по орошаемой площади; формированию температурного режима в блочной теплице; формированию урожая.

Этим исследованиям,проведенным автором совместно с ВНИИМиТП и посвящена настоящая работа.

Изложенные обстоятельства определяют актуальность исследований по обоснованию технологии полива системой ШГО овощных культур в закрытом грунте.

Цель и задачи исследований. Целью исследований является раз работка совершенной технологии орошения томата в зимних блочных теплицах с помощью системы ШЮ, обеспечивающей автоматизированное функционирование элементов оросительной системы, получение максимально возможной продукции с единицы полезной площади и экономное использование водных, трудовых и энергетических ресурсов.

Задачи исследований:

- провести анализ применяемой технологии и техники орошения томата в зимних теплицах;

- изучить формирование температурного режима в блочной теплице;

- установить равномерность распределения расхода микроводо-выпусками на оросительной сети;

- изучить формирование влажности почвенного субстрата и равномерности его увлажнения;

- провести исследования на надежность работы элементов системы импульсно-локального орошения;

- проанализировать формирование урожая томата при орошении системой МО в блочной теплице;

- разработать технологию орошения томата в блочной теплице с использованием системы импульсно-локального орошения.

Объекты проведения исследований. Диссертационная работа выполнена на кафедре эксплуатации гидромелиоративных систем МГУЦ. Экспериментальные исследования проводились в лаборатории ВШИМи ТП (надежность головного узла водораспределения системы ЗНО) и в производственных условиях ( тепличный комбинат АО "Матвеевское" Одинцовского района Московской области, блочная теплица N4).

Методика исследований. При проведении экспериментальных исследований в лабораторных и производственных условиях применялись общепринятые методики, используемые в НИИ,водохозяйственных и мелиоративных организациях (определение расхода воды - объемным способом, влажности почвенного субстрата - термостатно-весовым способом, температуры воздуха - техническим термометром, температуры почвенного субстрата по глубине - термометрами Савви-нова, замеры линейных параметров - металлическими линейками и рулеткой, взвешивание урожая томатов при каждом сборе - техническими весами).

Научная новизна. В результате анализа литературных данных и собственных исследований определен наиболее приемлемый и эффективный способ орошения томатов в закрытом грунте - импульсно-ло-кальное орошение.

Выявлена связь температурного режима в теплице с температурой наружного воздуха и наличием облачности. Определены коэффициенты равномерности распределения расхода воды по оросительной сети и орошаемой площади теплицы. Определены параметры контура увлажнения почвенного субстрата под одиночно работающим микрово-довыпуском в зависимости от его расхода и коэффициента фильтрации почвенного субстрата.

Обоснована эксплуатационная надежность работы элементов системы импульсно-локального орошения.

На защиту выносятся:

- результаты исследования по формированию температурного режима в блочной теплице при орошении системой ШЮ;

- результаты экспериментальных исследований по равномерности распределения расхода воды по оросительной сети;

- результаты экспериментальных исследований по формированию влажности почвенного субстрата при орошении системой ШЮ;

- рекомендации по технологии орошения томатов в блочной теплице;

- рекомендации по эксплуатации системы МО в блочной теплице.

Практическая ценность диссертационной работы заключается в следующем:

- разработана технология полива томатов в закрытом грунте системой МО, которая позволяет оросить площадь теплицы с высокой равномерностью увлажнения при экономном использовании водных трудовых и энергетических ресурсов;

- разработаны рекомендации по эксплуатации системы ИЛО в блочной теплице.

Разработанные технология полива и рекомендации по эксплуатации позволяют значительно повысить эффективность работы тепличных комбинатов.

Апробация работы. Результаты теоретических и экспериментальных исследований доложены на научных конференциях профессорско-преподавательского состава и научных работников МГУП в 1996, 1997 и 1998 г.г.»одобрены на объединенном заседании кафедр "Эксплуатация гидромелиоративных систем" и "Мелиорация и рекультивация земель" МГУП 1998 г.

Реализация работы. Результаты исследований технологии полива томата системой импульсно-локального орошения в закрытом грунте внедрены в тепличном комбинате АО "Матвеевское" Одинцовского района Московской области.

Стуктура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы ( 69 наименований) и приложения. Изложена на 140 страницах: 115 стр. машинописного текста, 21 рисунок и 10 таблиц.

Заключение диссертации по теме «Мелиорация, рекультивация и охрана земель», Саид Али Акбар

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Анализ литературных источников показал, что при выращивании овощных культур в закрытом грунте применяют в основном два способа орошения: поверхностный (полив вручную шлангом) и дождевание. Они имеют существенные недостатки и отрицательные последствия для закрытого грунта. Нами поставлена цель обоснования совершенной технологии орошения томата в закрытом грунте с использованием новой системы полива - импульсно-локального орошения.

2. На температуру воздуха и почвенного субстрата в блочной теплице влияет в основном температура наружного воздуха. При температуре наружного воздуха +12.17°С температура воздуха в теплице устанавливается в пределах +20.25°С, на поверхности почвенного субстрата - 17,5.20°С, на глубине 10 см - 17.19°С и на глубине 15 см - +14,5.18°С. Прослеживаются четыре характерные зоны в зависимости от погодных условий (ясно и солнечно, переменная облачность, пасмурно без осадков, пасмурно и дождливо). При температуре воздуха в теплице свыше 25.26°С необходимо включать вентиляционную систему, а при температуре воздуха в теплице менее 17°С следует включать отопительную систему и полив проводить теплой водой (20.25°С) с предварительным ее подогревом.

3. Среднесуточная норма водоподачи при выращивании томатов зависит от фенологической фазы их развития и оборота: для первого оборота от 1,3 до 5,3 л/м2; для второго оборота от 2,5 л/м2 в июле до 3,9 л/м2 в августе и 2 л/м2в ноябре. При этом влажность почвенного субстрата должна составлять: для первого оборота 70. .80 % НВ в феврале, 85.90 % НВ в июле; для второго оборота 70.80 % НВ - в июле и 80.85 % НВ в ноябре.

4. Для полива томатов в блочной теплице рекомендуется применять систему импульсно-локального орошения, обеспечивающую оптимальные условия увлажнения в автоматическом режиме. При этом водоподача соответствует ежесуточному водопотреблению. Система обеспечивает одновременно с поливной водой и внесение требуемых элементов минерального питания.

5. Коэффициент равномерности распределения расхода воды ми-кроводовыпусками по поливным трубопроводам и оросительной сети в целом составляет 0,99. Отдельные его колебания по длине поливных трубопроводов и различном их удалении от магистрального трубопровода связаны с некачественным изготовлением отверстий микро-водовыпусков, включая разный угол наклона по отношению к оси ПТ.

6. Контур увлажнения почвенного субстрата в основном зависит от расхода микроводовыпуска и коэффициента фильтрации. Максимальный диаметр контура увлажнения составляет 0,8 м, максимальная глубина - 0,9 м.

7. Принятые технология и технические средства полива обеспечивают хорошую равномерность увлажнения почвенного субстрата в блочной теплице. Коэффициент равномерности увлажнения почвенного субстрата на глубине 0.25 см составляет: вдоль поливного трубопровода (по оси грядки) - 0,93; в поперечном сечении грядки -0,997.

8. Конструктивные и технологические особенности системы импульсно-локального орошения позволяют вносить растворимые и жидкие формы удобрений. Внесение минеральных удобрений через систему МО является самостоятельным технологическим приемом, включающим в себя комплекс агротехнических и организационно-хозяйственных мероприятий.

9. Оптимальными показателями элементов минерального питания для томатов являются: азот - 79 мг/л, фосфор - 12 мг/л, калий -219 мг/л, магний - 80 мг/л, кислотность почвы - около 6,5.

Для поддержания в почвенном субстрате требуемых элементов питания в период вегетации рекомендуется вносить: кристаллин, сульфат калия, сульфат магния и кальциевую селитру.

10. Сбор урожая томатов в блочной теплице с использованием системы ШЮ обеспечивается: при первом обороте - от середины апреля до конца июня, с общей урожайностью 7,8.8,3 кг/м2; при втором обороте - от начала сентября до середины ноября, с общей урожайностью 5,39.6,68 кг/м2.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Саид Али Акбар, 1998 год

1. Алексапшн В.А., Алпатьев В.А., Андреев P.A. и др. Справочник по овощеводству. Л. Колос., 1982, 511 с.

2. Алпатьев С.М. Поливные режимы при капельном и капельно-инъекционном орошении. В журн. "Гидромелиорация", N2, 1991, с. 40.44.

3. Артюх Н.К. Как контролировать режим питания растений на минеральной вате Картофель и овощи., 1989, 6 с. 28.30.

4. Баринова М.Ф., Лашнев В.И., Толмачева. Торфяные плитки -субстрат для овощных культур Картофель и овощи., 1984, 6 е.,23

5. Баринова М.Ф., Лашнев В.М., Толмачева В.А. Малообъемный субстрат из сухих торфяных плит Картофель и овощи., 1985, 6 с. 23.

6. Бесчастный Ф.А. Пленочные теплицы круглогодичного использования Картофель и овощи, 1985, 2 с. 36.

7. Борисова Р.Л., Осипова Т.А. Перец под тоннельными укрытиями Картофель и овощи, 1985, 1 с. 32.

8. Братухин М.Н., Вендило Г.Г., Суров Н.И. Минеральное питание огурца на компостах из коры Картофель и овощи, 1984, 1 с. 20.

9. Бронштейн М.Н., Савин A.B., Сотскова А.Н. Совершенствование систем полива Картофель и овощи, 1984, 10 с. 29.30.

10. Ю.Вередченко Б.В. Тепличные комбинаты в рыночных условиях-Картофель и овощи, 1994, 1 с. 23.

11. Глунцов Н.М. Применение удобрений в тепличном хозяйстве Моск. рабочий, 1987, 14 с. 142.

12. Глунцов Н.М. Агрохимическая лаборатория овощевода. М. Росагропромиздат, 1989, 190 с.

13. Голишевский Л.Ф., Шутов А.А., Кузнецова Л.М., Селенков В.Г. Торфяные грунты, 1984, 1с. 19, Картофель и овощи.

14. Горбавцев В.А., Приступа В.Н. Внешнее дождевание теплиц-эффективный метод снижения перегрева растений. Информационный листок Харьковского межотраслевого территориального центра научно-технической информации и пропаганды. 19Т4, N52-764-77. 4 с.

15. Гордий Н.В., Коржан Н.К., Житнухин Н.Н. Используя достижения науки и техники Картофель и овощи, 1985, 6 с. 21.23.

16. Грин X., Лейн Н. Аэрозоли-пыли, дымы и туманы. Л., Химия, 1972, с. 427.

17. Гукова М.М., Салем X. Валют, Борисова Н.Б., Опостол П.А Томат в малообъемной культуре Картофель и овощи, 1984, 1 с. 21

18. Дзюбенко Б.В. Капельное орошение США. В журн. "Гидроте-ника и мелиорация", 1979, N1.

19. Дзюбенко Б.В. Капельное орошение в Италии. В журн. "Гидротехника и мелиорация", 1979, N1.

20. Дунский В.Ф., Никитин А.В., Соколов М.С. Монодисперсные аэрозоли. М., Наука, 191 с.

21. Егиазаров А.Г., Баулина И.В. Тепловой режим теплиц в летнее время. Водоснабжение и санитарная техника. 1981, N7. с. 20. .23.

22. Егиазаров А.Г., Ястребова Н.Д. Регулирование поступления солнечной радиации в теплицы дождеванием. Проблемы создания микроклимата в зданиях НИИ. 1978, с. 29.32.

23. Ермаков Е.И., Мухин В.А., Ткачев М.В. По методу малообъемной агрегатопоники Картофель и овощи, 1984, 10 с. 28. .29.

24. Живчиков Н.И., Моргунов А.Т., Технология и организация возделывания овощных культур и картофеля. М. Высшая школа,1977, с 270.

25. Журба М.Г. Капельное орошение: Проблемы чистой воды и надежности капельниц. В журн. "Гидротехника и мелиорация", 1982, N7.

26. Журба М.Г., Новик P.M. и др. Технологические особенности работы систем капельного орошения. В журн. "Гидротехника и мелиорация", 1985, N4.

27. Завизенов П.П., Кирш Д.Д. Переоборудуем теплицы Картофель и овощи, 1987, 6 с. 32.33.

28. Ильин О.В. и др. Справочник овощевода. М. Россельхоз-издат, 1985, с. 270.

29. Кожевников Г.Н., Реутова С.Ф. Применяйте технологию выращивания экологически чистых культур Картофель и овощи, 1991, 5 с. 35.36.

30. Кравцова Г.М., Павлов Ф.И., Мустафаев Г.М. Капельный полив Картофель и овощи, 1985, 1 с. 33.34.

31. Кравцова Г.М., Енина Л.Н., Повова В.П. Повышать плодородие тепличных комбинатов Картофель и овощи, 1986, 6 с. 30.• • 23 а

32. Кравцова Г.М., Енина Л.Н. Режим питания томатов на тор-фоплитах Картофель и овощи, 1989, 6 с. 27.28.

33. Краковец В.И. Система капельного орошения из микропористых трубок. В журн."Гидротехника и мелиорация", 1976. N8.

34. Кругляков A.B., Степанова Э.М. Томаты в пленочных тоннелях Картофель и овощи, 1987, 6 с. 34.

35. Крылов Д., Горбавцев В.А. Снижение перегревов растений в теплицах. Картофель и овощи. 1974. N6, с. 26.27.

36. Лебл Д.О. Малообъемный способ выращивания тепличных культур Картофель и овощи, 1984, 11 с. 30.31.

37. ЗТ. Лебл Д.О., Гуськова Г.Н. Выращивание томатов на малообъемных торфяных субстратах Картофель и овощи, 1990, 1 с.

38. Лубнин В.Ф., Слободчикова З.В., Хайсын Щ. На промышленной основе Картофель и овощи, 1987, 2 с. 33.35.

39. Лучнин В.В., Бронникова К.С., Шуничев С.И., Кравцова Г.М. Свойства сменяемых грунтов Картофель и овощи, 1986, 6 с. 17.18.4.0. Меркулов В.Г. Высокорентабельная культура томата Картофель и овощи, 1987, 5 с. 29.32.

40. Механизация полива. Справочник. Штепа Б.Г. и др. М., Агропромиздат, 1990, 265.269 с.

41. Муханов П.А., Полякова П.И. Эффективность концентрации тепличного овощеводства Картофель и овощи, 1984, 1 с. 22.

42. Нестеренко A.B. Основы термодинамических расчетов вентиляции и кондиционирования воздуха. М., Высшая школа. 1971. с.460

43. Носенко В.Ф. и др. Воздействие синхронного импульсного дождевания на развитие многолетних насаждение и среду их обитания. Доклады ВАСХНИЛ. М., Колос, 1980, 35 с.

44. Носенко В.Ф. Взаимосвязь техники и режима орошения, их влияние на урожайность с/х культур. В сборнике "Надежность и качество технологического процесса полива". М., ВНИИГиМ, 1988.

45. Носенко В.Ф. Пути развития энерго- и материалосберегаю-щих технологий орошения. Труды ВНИИГиМ. Широкозахватная поливная техника и оптимизация ее параметров. М., 1984.

46. Отчет НИР по теме А 220/02. Т: "Разработать и внедрить технологические процессы малоинтенсивного орошения сельскохозяйственных культур, обеспечивающих повышение плодородия почвы и устранение процессов водной эрозии "ВНПО 4" Радуга, Коломна, 1993.

47. Павлов *В.Н., Швыркина A.M., Горбач Л.П. Малообъемные технологии эффективны Картофель и овощ, 1990, 1 с. 28.30.

48. Печенева С.Я., Цыдендамбаев А.Д. Выращивание томата на цеолите малообъемным способом Картофель и овощи, 1989, 1 с.48.

49. Поедов Ф.И., Шуничев С.М. Полив по уровню солнечной радиации Картофель и овощи, 1981, 7 с. 22.24.

50. Попов Г.Ф., Шейкин Ю.Г., Свентицкая Д.В. Оборудование и режим работы при малообъемной гидропонике Картофель и овощи, 1984, 10 с. 26.27.

51. Попов А.Г. и др. Тепличное хозяйство. М. Россельхоз-издат, 1987, с. 173.

52. Рабинович А.Я., Жулаев А.Т. Орошение садов синхронным импульсным дождеванием. В сб. "Охрана водных ресурсов и мелиорация в Казахстане". Алма-Ата: Кайнар, 1985.

53. Рабинович А.Я., Зуб И.Г., Хван Ю.Р. Использование комплектов СИД для орошения пастбищно-сенокосных угодий на юге Казахстана. Вестник с/х науки Казахстана, 1987, N7. с. 74.77.

54. Рябых P.C., Байкова С.Н. Применение удобрений в овощеводстве защищенного грунта. М. Росагропромиздат, 1990, 62 с.

55. Савинова Н.И., Зксузян С.А. Сладкий перец в пленочных теплицах Картофель и овощи, 1985, 1 с. 29.32.

56. Савинова Н.М. Малообъемная гидропоника. Что сдерживает ее внедрение Картофель и овощи, 1989, 6 с. 22.26.

57. Савинова H.H., Кравцова Г.М., Соколов И.С. Оборудование и автоматика для малообъемной гидропоники. Картофель и овощи, 1994, 1 с. 26.

58. Сасин A.B. Щелевые распылители для дождевания Картофель и овощи, 1985, 6 с. 24.

59. Сасин A.B., Аксенов B.C., Вайсберг М.А. Как снять перегрев блочных теплиц. Цветоводство. 1982, N2, с. 19.

60. Сидорова М.А. Влияние нормы и интенсивности полива на распределение влаги в дерново-подзолистой суглинистой почве. Почвоведение, 1980, N12.

61. Стансюкевич A.A. Томашпольский П.Н. Техническое перевооружение тепличных комбинатов Картофель и овощи, 1987, 6 с. 30.31.

62. Стансюкевич A.A., Томашпольский П.Н., Гордий В.Н. Теплицы с малообъемной гидропоникой Картофель и овощи, 1988, 1 с. 40.41.

63. Степанов A.C. Исследование температурного режима при различных способах снятия перегрева в теплицах. Научные труды Московского лесотехнического института. Вып. 99. м., 1977, с. 81..82.

64. Федорец A.A. Надежность систем капельного орошения. В журн. "Гидромелиоратор", 1982, N10.

65. Федюнкин Д.В. Выращивание овощей на искусственной почве Картофель и овощи, 1989, 1 с. 44.45.

66. Чурсин H.H. Тепличное овощеводство Крайнего Севера -Картофель и овощи, 1984, 12 с. 13.15.

67. Шейнкин Г.Ю. и др. Капельное орошение виноградников на склоновых землях. В журн."Гидротехника и мелиорация", 1990, N8.

68. Якимчук А.Я., Бугаева М.Н., Усик Г.Е. Свежие овощи круглый год Картофель и овощи, 1985, 5 с. 23.25.