Орошения сельскохозяйственных культур

Министерство Сельского Хозяйства

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждения высшего профессионального образования

«Уральский государственный аграрный университет»

 

 

 

 

 

Курсовая работа

На тему: Орошения сельскохозяйственных культур

Дисциплина: Мелиорация

 

 

 

 

 

 

Выполнила: студентка 2курса

Пятанова Дарья Алексеевна

Специальность: Агрономия (ГСП)

 

 

 

 

Екатеринбург 2014г.

Введение

Мелиорация земель - это изменение природных условий путем регулирования водного и воздушного режимов почвы в благоприятном для сельскохозяйственных культур направлении.

По воздействию на почву и растение различают агротехнические, лесотехнические, химические, и гидротехнические мелиорации.

Гидромелиорация проводится с целью регулирования водного режима почвы.

Проведение гидролитических мелиораций связано со значительными капиталовложениями, поэтому они требуют технико-экономических обоснований. Наибольшая эффективность мелиораций достигается при комплексном их применении, а именно: когда орошение сочетается с дренированием земель, а осушение - с периодическим орошением; когда гидромелиорации сочетаются с правильной организацией труда, с высоким уровнем агротехники, внесением необходимых доз удобрений и т.д.; закрепление крутых склонов и оврагов - с устройством многоотводных каналов и валов, лотков и перепадов с лесными посадками и залужением; устройство прудов и водохранилищ - с орошением земель и рыборазведением; осушением земель - с известкованием почв и комплексом культуртехнических работ; освоение и промывка засоленных земель - с мелиоративной вспашкой, гипсованием, подбором культур - освоителей. Кроме того, для правильного освоения орошаемых, осушенных и эродированных земель большое значение имеют правильный выбор вида и сорта культур и чередование их в севооборотах обычного и специального назначения, а также экономики и организации сельскохозяйственного производства.

Программа развития мелиорации в Свердловской области действует три года, но федеральные средства на нее мы получим впервые. В прошлом году системы полива полей в области внедряли два крупных предприятия, в этом году, с учетом федерального финансирования, прогнозируем, что желающих будет больше. Проверено, что на полях, которые оснащены поливочными системами, урожай гарантированно лучше.

 

 

 

Природно-климатические условия Свердловская область, Ирбитский район

Климат зоны континентальный.

Особенности климата Ирбитского района определяется его положением  в умеренных широтах. Удаленностью от океанов, а также равнинным характером рельефа Западно-Сибирской равнины и положением его вблизи восточного склона Урала.  Широтное положение определяет особенности радиационного режима территории: величину поступающей прямой и рассеянной радиации, а также суммы отраженной и поглощенной радиации и радиационный баланс. Количественные характеристики элементов радиационного баланса приводятся по ближайшей к району метеостанции Верхнее Дуброво, которая находится в 100 км к юго-западу от г. Ирбита.

Продолжительность залегания устойчивого снежного покрова составляет 150-160 дней: с первых чисел ноября до второй декады апреля. Продолжительность периода с отрицательными среднесуточными температурами обычно на 10-15 дней больше. Средняя месячная температура воздуха в первой половине зимы постепенно понижается от -5° в ноябре до -16°-17° в январе. Затем происходит ее постепенное повышение, и в марте она уже поднимается до -7°. Минимальные температуры обычно приходятся на январь, абсолютный минимум достигает 48-49°С. Сильные похолодания и морозы связаны с установлением над Западной Сибирью арктического антициклона, как правило, они бывают непродолжительными. В целом для зимнего периода наиболее характерен антициклонический режим, обусловленный положением Ирбитского района на западной периферии Сибирского максимума или вторжениями арктических антициклонов. В те периоды и зимы, когда активизируются процессы западного переноса воздушных масс, устанавливается более теплая погода, и отмечаются теплые зимы (зима 1967/68 г., 1977/78 г., 2000/01 г.). Средняя температура января в теплые зимы бывает выше нормы на 4° и, наоборот, ниже нормы на 3- 4° в холодные зимы (зима 1968/69 г.).

Уральские горы, как известно, активизируют циклоны, приходящие с запада и юго-запада; происходит регенерация (восстановление) циклонов, затухающих при подходе к Уралу. Поэтому в Зауралье выпадает еще значительное количество атмосферных осадков. В северной части Ирбитского района их годовая сумма достигает 450-500 мм, и несколько меньше (400-450 мм) в южной половине района. Максимум осадков приходится на теплое время года. За холодный период их количество составляет всего 100 мм. Малое количество осадков в зимнее время объясняется низкими температурами воздуха и его малой влагоемкостью, а так же частой повторяемостью в зимнее время антициклональной погоды.

Глубина  слоя См.	Объемная масса г/см	Предельная полевая влагоемкость в %	Запас предельно полевой влагоемкости м3/га	Влажность завядания в %	Запас влаги завядания м3/га	Продуктивный запас влаги м3/га
0-10	0,84	38,0	319,2	16,2	136,1	180,12
10-20	0,91	25,0	227,5	15,6	141,9	85,54
20-30	1,68	21,0	352,8	15,3	257,0	94,96
30-40	1,53	23,4	358,02	12,2	186,7	171,36
40-50	1,49	25,0	372,5	13,3	198,2	174,33
50-60	1,54	25,6	394,24	15,3	235,6	158,62
60-70	1,58	26,5	418,7	15,6	246,5	172,22
70-80	1,55	26,6	412,3	17,0	263,5	148,8
80-90	1,56	25,6	396,8	15,5	241,8	155
90-100	1,57	26,0	408,2	16,1	252,8	155,43

Лето в Ирбитском районе начинается в конце первой декады июня. Примерно в это же время наблюдается переход средней суточной температуры через +15°. Окончание лета приходится на конец первой декады сентября. Продолжительность летнего сезона в районе составляет почти три месяца. За летний сезон обычно бывает до 45-50 дней со среднесуточной температурой воздуха выше +15°С. Сумма среднесуточных температур выше +10° составляет около 1900°. Продолжительность вегетационного периода с температурой выше +10° составляет 120 дней. Таким образом, лето можно охарактеризовать как довольно теплое, но короткое.

Формирование летней погоды в основном происходит в условиях господствующего летом западного переноса воздушных масс. Эти воздушные массы, перевалив Урал, приходят в Зауралье прогретыми и несколько иссушенными. Наибольшее число дней с дождем за теплый период приходится на июль (13-15 дней). Летом преобладают массовые осадки ливневого характера, часто с грозой. Месячная норма осадков в летние месяцы 50-60 мм.

 

 

 

Расчет продуктивного запаса влаги в почве: дерново-среднеподзолестая, легкоглинистая

Расчет продуктивного запаса влаги в метровом слое:  Wпр =Wппв – Wвз

Wпр- Продуктивный запас

Wппв- Запас воды. соответ. Предельно полевой м3/га

Wвз- Запас воды, соответ влажности устойчивого завядания м3/га

ППВ –Это наибольшее количество подвешенной воды, которое может содержаться в почве длительный период, после стекания гравитационной воды

В период ППВ соответствует влажности почвы после обильного насыщения ее влагой

Влажностью устойчивого завядания или просто влажностью завядания: называют такую влажность почвы, при котором растения начинают завядать, причем даже после длительного пребывания в атмосфере насыщенным водяным паром, тургор в клетке не восстанавливается т.е признаки завядания не исчезают

Wппв = 100* Н* L* Lвз       м3/га

Н- глубина слоя     м      0,1

Lппв – влажность в %

Wвз = 100 * Н * L * Lвз         м3/га

Wпр = Wппв - Wвз

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Гидролитические расчеты пруда

Определение годового стока :

 

Wпр= Н *Fвс * 31,5 * 106;    м3

                    1000

Wпр – Объем годового притока; м3

Н – модуль стока воды; км2

Fвс – площадь водосбора: км2

31,5 * 106 число секунд в году

1. Модуль стока – 5,0 л/с, км2
2. Площадь водосбора в км2 ? количество квадратов по горизонтали = 625

F1 = 25 *625 = 15625

F2 = 70 * 625 = 43750

F3 = 135 * 625 = 84375

F4 = 254 * 625 = 158750

F5 = 360 * 625 = 225000

F6 = 450 * 625 = 281250

F7 = 530 * 625 = 331250

= 1064060 : 1000 000 = 1,06 км2

Площадь водосбора = 5,5 км2 Fрс 

 

Wпр = 0,5 * 5,5 * 31,5 * 106   = 86.625

    1000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определение емкости водохранилища

Отметки горизонталей	Разность отметок в м/h	Площадь зеркала водохранилища F м2	Средняя площадь между горизонталями Fср =F1+F2,м2 2	Объем между соседними горизонталями W = Fср * h,м3	Объем чаши водохранилища от дна до данной горизонтали М3
13	1	0			0
14	1	156	7812,5	7812,5	7812,5
15	1	43750	100000	100000	107812,5
16	1	84375	142187,5	142187,5	250000
17	1	158750	221562,5	221562,5	3715625
18	1	225000	334062,5	334062,5	3815625
19	1	281250	474687,5	474687,5	4130625
20	1	33250	640312,5	640312,5	4290325

 

Объем пруда равен 413

 

Расчет оросительных норм

Оросительная норма считается на весь период вегетации , она состоит поливных норм

Мф = кв * N - 10 м  * А – ( Wн – Wк ) – Wгр

КВ- коэффициент  водопотребления на 1 т урожая,  м3/т

N- плановая урожайность с орошением, т/га

10 м  * А – приход влаги за счет осадков

м – коэффициент поглощения осадков = 0,6

А – количество осадков за период вегетации культуры

Wн – Wк – приход влаги за счет почвенных запасов

Wн = 100 * N * L* jн = ППВ

Wк = 100 * N * L* jк = % от ППВ

N = 1 метр

 

 

 

 

 

 

Коэффициент водопотребления - кв

Капуста = 100 м3/т

Картофель = 100 м3/т

Морковь = 1 м3/т

Свекла = 130 м3/т

Урожайность N

Капуста = 60 т/га

Картофель = 35 т/га

Морковь = 40 т/га

Свекла = 40 т/га

За период вегетации А

Капуста = 180 мл

Картофель = 130 мл

Морковь = 150 мл

Свекла = 140 мл

(Wн) = 100

N = 1 литр

L = 1,42

ППВ = 28

Wк = 21

Wгр = 400 м3/га

Wн = 100 * 1 * 1,42 * 28 = 3976

Wк = 100 * 1 *1,42 * 21 = 2982

Мф = 100*60 – 10 * 0,6 * 180 ( 3976-2982) – 400 = 3526  ( Капуста )

Мф =100 * 35 – 10 * 0,6 * 130 – ( 3976 –т2982 ) – 400 = 1326 ( Картофель )

Мф =115 * 40 – 10 * 0,6 * 150 – (3976 – 2982 ) – 400 = 2306 ( Морковь )

Мф =130 * 40 – 10 * 0,6 * 140 – ( 3976 – 2982 ) – 400 = 2966 ( Свекла )

 

 

 

 

 

 

Расчет поливных норм

Поливная норма – m

m =  100 * H * L ( j max – j min ), м3/га

H – активный корнеобитаемый слой

L  - объемная масса активного слоя почвы , г/см3

j max – оптимальна влажность почвы ППВ – 26,8

j min – нижний придел увлажнения

Н

Капуста – 0,5 м

Картофель -  0,45

Морковь – 0,4

Свекла – 0,4

j min

Капуста – 80 %

Картофель – 75 %

Морковь – 75 %

Свекла – 75 %

Капуста = 80 * 12,75 = 10,2

                       100

j min = 80 * 26,8   = 21,44

               100

j min = кар. морк. свек = 75* 26,8 = 20,1

100

 

m карт = 100 *  0,5 * 1,4 (26,8 – 21,4) = 378 см

m морк = 100 * 0,4* 1,4 (26,8 – 20,1) = 375,2 м3

m свек = 100 * 0,4 * 1,4 * (26,8 – 20,1 ) = 375,2 м3

 

 

 

 

Требование к воде с/х культур

Картофель – корневая система мочковатого типа. Корни проникают в почву сравнительно не глубоко. Около 50% к/с расположено в пахотном слое от 22-38% корней проникает глубже, отдельные корни уходят на глубину до 150см. основная масса корней 70-90% в верхнем слое почвы 0-30см.

Наилучшая продуктивность картофеля обеспечивается при влажности в период от появления всходов до бутонизации в пределах 70-75% и от бутонизации до начала отмирания ботвы – 80-85% от полевой влагоемкости.

Урожайность раннеспелых сортов картофеля в значительной мере зависит от количества осадков и температуры в июне и июле, а средне- и позднеспелых – в июле и августе.

Дифференцированный порог перед поливной влажности почвы в зоне распространения основной массы корней: в фазы всходы-бутанизация -65%, бутанизация – конец цветения 75-80%, клубнеоброзования – уборка  65-75%, число поливов за вегетации от 3-4.

Столовые корнеплоды (Морковь, Свекла)

Морковь — относительно засухоустойчивое растение, но высокие урожаи она дает лишь при равномерном увлажнении почвы в течение всего периода вегетации. Резкий переход от засухи к увлажнению вызывает интенсивное деление (рост) клеток камбия, что приводит к растрескиванию корнеплодов. Временный избыток влаги в почве морковь переносит сравнительно легко, Однако застой воды вызывает заболевание растений. Имея мощ­ную корневую систему, проникающую глубоко в почву (до 2-2,5 м, в ширину до 0,7-0,8 м), морковь может использовать влагу из нижних слоев и противостоять почвенной засухе.

Сахарная свекла – растение относительно засухоустойчивое, поскольку формирует глубоко проникающую (до 2...3 м) корневую систему. Это помогает свекле использовать влагу почвы, накопленную за счет осадков осенне-зимнего периода. Сахарная свекла, особенно семенники, плохо переносит переувлажнение и близкий уровень грунтовых вод (ближе 1,5...2,0 м от поверхности почвы). Кроме того, свекла характеризуется длительным вегетационным периодом и может усваивать летние осадки. В годы с повышенным количеством осадков урожаи корнеплодов обычно бывают высокими, но сахаристость меньше.

Сахарная свекла в разные периоды вегетации расходует неодинаковое количество воды. Если вегетационный период (с 15 мая по 15 октября) разделить на три периода (по 50 дней), то соотношение расхода воды на испарение в каждом из них составит примерно 1:9:3. Недостаток влаги в любой из этих периодов отрицательно сказывается на урожайности свеклы. Однако больше всего снижаются урожай корнеплодов и их сахаристость, когда растения подвергаются действию засухи в июле – августе.

Капуста – относится к гидрофильным растениям, требующим обильного притока влаги. Ее листья приспособлены к обменному испарению влаги, от которого их защищает восковой налет. Очень влаголюбивое растение. При недостатке влаги затягивается вегетационный период сортов, кочанообразование протекает медленно и обычно возрастает число растений, не образующих кочанов. Размеры последних уменьшаются. Это объясняется тем, что крупные листья сильно испаряют  влагу, а основная масса корней располагается сравнительно неглубоко — 3-35 см. Следует учесть, что при некотором недостатке влаги корневая система углубляется, и в дальнейшем растения меньше страдают от засухи. Поэтому, если нет большой необходимости, не нужно начинать поливы слишком рано. В течение месяца после посадки количество влаги в почве должно быть умеренным. Для ранней белокочанной капусты благоприятна влажность почвы в пределах 60-70 %, а для цветной, краснокочанной и поздней белокочанной — в пределах 70-80 % ПВ. Наибольшая потребность в воде возникает в период активного нарастания розетки листьев и образования кочанов.

 

 

 

 

 

 

 

 

Экологическая эффективность орошения

 Ведомость исчисления дополнительного числа доходов

Показатели	Капуста		Свекла		Картофель		Морковь
	До т/га ороше ния	После т/га ороше ния	До т/га ороше ния	После т/га орошения	До т/га ороше ния	После т/га орошения	До т/га ороше ния	После т/га ороше ния
Плошать га	115	115	115		115	115	115	155
Урожайность т/га	200	500	150	350	150	400	200	400
Валовая продукция ц/га	23000	57500	17250	40250	17250	46000	23000	62000
Закупочная цена р/ц	400	400	600	600	400	400	700	700
Стоимость валовой продукции	-	1200	-	1200	-	1200	-	1200
с/х затраты	6000	7200	6000	7200	4000	4800	5000	6000
общие	6000	8400	6000	8400	4000	6000	5000	7200
Суммарные ежегодные затраты	69000	966000	69000	966000	460000	690000	375000	898000
Чистый доход в р	9311000	22034000	10281000	23184000	6440000	17710000	15525000	42572000
Дополнительный чистый доход в р	-	12903000	-	12903000	-	11270000	-	27047000
Суммарный
Дополнительный чистый доход в р	64123000

 

 

 

 

 

 

 

 

Определение суммарных затрат

EK = Kс + Kккт + Кс/х + Кст.маш

EK-суммарный коэффициент

Kс - капитальные затраты на строение оросительной системы

Kккт – копит. Затраты на проведение культурно технологических работ

Кс/х – капит затраты на с/х освоение

Кст.маш – удельные затраты 7500 * площадь орошаемого участка

Kс = 7500 * 115 =  862500

Kккт удел. Затраты * площадь

Kккт = 5000 * 115 = 575000

Кс/х = 2500 * 115 = 2875000

Кст.маш = 450000

EK = 862500 + 575000 + 287500 + 450000 = 2175000

 

То =          ЕК         ,  + n

    ЕДЧД

 

Определение срока окупаемости капитальных вложений

То – срок окуп. Системы

ЕК – суммарный коэф. 2175000

 ЕДЧД – суммарный  дополнительныйичистый доход

N – количество лет

 

То  = 2175000  + 3  = 3,1

        11270000

 

 

 

 

 

 

 

Дождевальная машина ДДН-70

Дальнеструйная навесная дождевальная машина ДДН-70 агрегатируемая с тракторами Т-74 и, ДТ-Т5, предназначена для орошения дождеванием овощных и технических культур, лесопитомников и т. п. Она состоит из дальнеструйного аппарата с механизмом вращения, центробежного насоса с редуктором, всасывающей линии, бака-подкормщика, вакуум-системы и опорной рамы. Машина питается от временной оросительной сети и водоемов.

Машина  ДДН-70  работает  позиционно; расстояние между оросителями 125 м. Расстояние между стоянками машины в зависимости от схем полива  составляет 60 и 120 м.

Перед пуском машины в работу в канапе устанавливают перемычку (подпорный щиток) для создания необходимого подпора воды, после чего в канал опускают всасывающую линию. Всасывающая линия и насос ДДН-70 заполняются водой механически-водоструйным вакуум-аппаратом. После заливки всасывающей линии и насоса включают вал отбора мощности трак­тора, благодаря чему начинает вращаться центробежный насос. Технология работы машины состоит в том что вода, засасываемая насосом из оросителя через всасывающую сетку, по всасывающему шлангу  поступает в насос и дальше через напорный патрубок аппарата  в ствол с малой и большой насадками, вращающимися вокруг вертикальной оси. Пройдя насадки, вода двумя струями устремляется вверх, постепенно распадается на капли, которые в виде вращающейся полосы дождя падают на растения и почву. Большая струя, выходящая из насадки диаметром 55 мм, орошает периферию круга, а малая струя, вы­ходящая из насадки диаметром 17,5 мм,  центральную часть. Для более равномерного распределения дождя по орошаемой площади в малую струю введена лопатка.

С помощью дождевальной  машины ДДН-70  можно поливать участок, как по кругу, так и по сектору с различным углом сектора в любой части круга. По окончании полива первой позиции вал отбора мощности трактора выключается, всасывающая линия поднимается, и машина переезжает на новую позицию.

Рис. Дождеватель дальнеструйный ДДН-70: 
1 — ствол, 2 — большая насадка, 3 — дождевальный аппарат, 4 — всасывающий трубопровод, 5 — лебедка, 6 — консольный насос, 7 — основной редуктор, 8 — рама, 9 — бак-подкормщик, 10 — механизм поворота ствола, 11 — малая   насадка 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Схема орошения дождевальным агрегатом ДДН-70

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вывод

Из результатов, приведенных видно:

Наиболее эффективными оказываются комплексы мелиораций , т.к. получен самый высокий чистый доход .Самую быструю окупаемость имеет свекла Проведение комплекса мелиораций можно считать экономически оправданным овощных культур картофель, капуста и морковь, свекла.

В результате мелиорации коренным образом изменяются водный, тепловой режимы почвы, речной сток и запасы воды в озерах. Мелиоративные мероприятия, проводимые в широких масштабах, оказывают влияние на всю окружающую среду, поэтому особенно важно заранее предусмотреть и предупредить их возможные отрицательные последствия.

Мелиоративные мероприятия должны быть направлены на улучшение природных условий в целом.

Сельскохозяйственная мелиорация предусматривает мероприятия по коренному улучшению почвенного плодородия. Она является основной частью общего комплекса мероприятий по преобразованию природы.

Агрономы всех видов хозяйств являются организаторами выполнения мелиоративных мероприятий по освоению и рациональному использованию мелиоративных земель, обеспечивающих высокую экономическую эффективность вложенных в мелиорацию средств.