ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Номер

05-002-00

Наименование проекта

Определение оптимальных параметров закрытого дренажа при осушении тяжелых переувлажняемых почв

Назначение

Обеспечение повышения эффективности осушительного действия закрытого дренажа на тяжелых переувлажняемых почвах за счёт применения оптималь-ных его параметров: расстояний между дренами и глубины закладки дрен

Рекомендуемая область применения

Гидромелиоративные системы

Описание

Результат выполнения научно-исследовательской разработки.

Для изучения эффективности действия закрытого дренажа с различными параметрами на тяжёлых почвах в совхозе «Целинный» Архаринского района и в колхозе «Приамурье» Тамбовского района Амурской области были построены опытно-дренажные участки площадью 76 и 66 га соответственно. Расстояние между дренами составили 10-12; 15-16; 23-24 и 35-36 м., глубина закладки дрен – 0,8-0,9; 1,2 и 1,4-1,5 м. Строительство гончарного трубчатого дренажа осуществляли траншейным способом, с применением многоковшового экскаватора ЭТЦ-202 А. В качестве обратной засыпки использовался растительный грунт.

Анализ соотношения основных составляющих водного баланса, осадков и испарения (Р – Е) за период 1976-2005 г.г. показывает, что условия для действия опытных дренажных систем возникают в годы с избыточным естественным увлажнением, т. е. когда количество выпавших осадков превышает суммарное испарение.

В ходе проведения многолетних полевых наблюдений установлено, что при атмосферном водном питании и глубоком (до 20-25 м) залегании грунтовых вод формирование дренажного стока происходило циклами по продолжительности не превышающими календарной декады. Сумма осадков за такой цикл составляла от 120 до 160 мм, количество циклов во влажном году (10-25%-ой обеспеченности) – 1-2, повторяемость влажных лет за многолетие – 1 раз в 3-4 года.

Кроме того, работа закрытого дренажа наблюдалась и в годы, близкие по увлажнению к среднемноголетней норме (50%-ой обеспеченности). Причиной этого также являлось переувлажнение почв, которое возникало вследствии выпадения значительных сумм осадков в дождливые декады второй половины тёплого периода (июль–сентябрь), приходящего на время активизации летних муссонов.

В таблице приведены показатели работы опытных дренажных систем в среднем за наиболее характерные годы наблюдений.

                                                                                                     Таблица

                                  Показатели работы опытных дренажных систем

Как следует из табличных данных, наиболее интенсивно работал закрытый дренаж в варианте с расстоянием 10-15 м и глубиной заложения дрен 1,2 м. Объём дренажного стока составил соответственно 38-60 мм, а значения коэффициента стока – 20,5-25,6%.

Значения максимальных модулей стока в вариантах дренажа с расстоянием 10-15 м превышали аналогичные показатели в вариантах с расстоянием 23-35 м. Если в первом случае они были равны 1,72-2,11, то во втором – только 1,20-1,51 л/сек с га. Необходимо отметить, что продолжительность работы закрытого дренажа с максимальными модулями во всех исследуемых вариантах в основном не превышала 20-40 ч. и совпадала со временем прохождения пика дождевых осадков. При этом резко возрастала его водоотводящая способность, достигая 20-25 мм/сут. Существенная зависимость показателей работы дренажа наблюдалась от величины расстояний между дренами. Средний суточный слой отводимой дренажём влаги с расстоянием между дренами 10-15 м был равен 5,62-10,54, а с расстоянием 23-35 м – 3,20-7,65 мм/сут.  Глубина заложения дрен в большей степени повлияла на продолжительность работы дренажа – глубокий дренаж (h = 1,5 м) работал на 4-5 дней больше, чем мелкий – h = 0,8-0,9 м.

Осушительное действие закрытого дренажа в периоды переувлажнения, которые совпадали с фазами активного роста и развития сельскохозяйственных культур, оказало положительное влияние на водный режим осушенных почв. Дренажные участки по почвенному плодородию, из-за траншейного способа строительства, имели различия, особенно в первые годы их использования. Но, тем не менее, зависимость продуктивности выращиваемых культур от разных параметров дренажа, особенно во влажные годы, имело место. Средняя урожайность культур в полевом и кормовом севообороте (ячмень, соево-кукурузная смесь, овёс, соя, пшеница, многолетние травы, кукуруза на зелёную массу и силос) на дренажных вариантах была выше, чем на контрольных на 25-35%. При этом, на контроле она составляла: ячмень – 2,02; соево-кукурузная смесь – 38,0-43,0; овёс – 4,40; соя – 1,25-15,6; пшеница – 2,55-27,8; многолетние травы - 22,1 т/га; зелёная масса кукурузы – 40,0-48,2 т/га. Сравнение показателей работы дренажа с различными параметрами по водному режиму почв и полученным урожайностям позволило установить, что наиболее оптимальными являются варианты с расстояние между дренами 15-16 м и глубиной заложения дрен 1,2 м.

Для определения возможного выноса химических веществ вместе с дренажным стоком были проведены лабораторные исследования взятых образцов, которые показали, что его состав слабо минерализован. Содержание нитратного азота, фосфора, калия, кальция и магния было существенно ниже ПДК. По концентрации аммонийного азота было отмечено превышение ПДК в 2,2-4,5. Средний вынос питательных элементов по дренажным системам изменялся в пределах от 4,75 до 12,64 кг/га.

Преимущества перед известными аналогами

Применение закрытого дренажа с установленными оптимальными па-раметрами обеспечивает необходимую интенсивность осушения активного слоя почвы в соответствии с требованиями сельскохозяйственных культур к водному режиму

Стадия освоения

Внедрено в производство

Результаты испытаний

Соответствует технической характеристике изделия (устройства)

Технико-экономический эффект

Повышение эффективности работы закрытых дренажных систем на 25-30%, экономия материалов на 50%, прибавка урожайности на 25-35%.

Возможность передачи за рубеж

За рубеж не передаётся

Дата поступления материала

05.12.2006