Повышение экологической эффективности орошения в Саратовском Заволжье на основе совершенствования дождевальной машины «Фрегат»

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное образовательное 
учреждение высшего профессионального образования 
«Саратовский государственный аграрный университет 
имени Н.И. Вавилова»

Ф.К. АБДРАЗАКОВ, В.В. ВАСИЛЬЕВ

Повышение 
экологической эффективности 
орош ения на основе 
совершенствования 
дождевальной 
машины «Фрегат»

Саратов 2005

УДК 631.6: 631.347.2 
ББК 40.723 
А 13

Р е ц е н з е н т ы :  
доктор технических наук, профессор 
Саратовского государственного социально-экономического университета 
В. А. Щербаков 
доктор технических наук, профессор 
ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ»
В.В. Слюсаренко

А 13 
Абдразаков Ф.К., Васильев В.В.
Повышение экологической эффективности орошения в Саратовском Заволжье на основе совершенствования дождевальной машины 
«Фрегат» / ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ». -  Саратов, 2005. -  116 с.
ISBN 5-7011-0355-2

В монографии приводятся результаты теоретических и экспериментальных исследований по повышению экологической эффективности орошения в Саратовском 
Заволжье. Изложены основные теоретические положения по экологически безопасному орошению сельскохозяйственных культур дождевальными машинами «Фре- 
гап». С целью повышения экологической безопасности работы ДМ «Фрегат» теоретически обоснована необходимость совершенствования гидравлической защиты и 
сливной системы гидроприводов. Приведена конструкция таймера гидравлической 
защиты, который позволяет своевременно отключать дождевальную машину от питающей сети при возникновении отклонений от нормального технологического режима полива, что в свою очередь исключает переполив участка орошаемого поля, 
водную эрозию почв и вынос ценных питательных элементов из нее, частичное заболачивание и вторичное засоление земель, непроизводственные потери оросительной воды, неоправданный перерасход электроэнергии. Представлена конструкция 
разбрызгивающего устройства сливной системы гидроприводов ДМ «Фрегат», позволяющего исключить попадание отработанной воды из гидроцилиндров машины в 
колею, предотвратить углубление и расширение колеи, сократить потери оросительной воды, вдушей не на урожай, а на подпитку грунтовых вод обеспечить более 
равномерное увлажнение почвы, снизить сопротивление движению тележек, улучшить условия эксплуатации дождевальной машины в целом.
Новизна предложенных технических решений подтверждена патен тами РФ 
на изобретение № 2208310, № 2222183.
Книга предназначена для научных сотрудников, конструкторов, аспирантов, преподавателей, студентов и специалистов мелиоративного производства.

УДК 631.6: 631.347.2 
ББК 40.723

ISBN 5-7011-0355-2
© Ф.К. Абдразаков, В.В. Васильев, 
2005

Регион Саратовского Заволжья -  крупнейший производитель зерна, мяса, молока и другой сельскохозяйственной продукции в Российской Федерации. В целом регион характеризуются благоприятными теплоэнергетическими и почвенными 
ресурсами, однако часто повторяющиеся засухи наносят 
большой вред сельскому хозяйству, поэтому получать высокие 
урожаи зерновых, кормовых и технических культур независимо от погоды можно только в условиях орошаемого земледелия. Как в ближайшее время, так и в отдаленной перспективе, 
орошаемое земледелие в Саратовском Заволжье будет играть 
ключевую роль в стабилизации и росте объемов производства 
продукции растениеводства и животноводства, экономике хозяйств и в решении социальных проблем.
В последнее время все больше внимания уделяется экологической безопасности сельскохозяйственного производства. 
Особенно важной является проблема сохранения почвенного 
плодородия, поскольку от этого напрямую зависит урожайность сельскохозяйственных культур.
Основным способом орошения земель в Саратовском Заволжье является дождевание. Наибольшее распространение 
для полива сельскохозяйственных культур в регионе получили 
дождевальные машины «Фрегат», численность которых в парке дождевальной техники составляет 72,6 %. Однако опыт 
эксплуатации ДМ «Фрегат» выявил недостатки в конструкции 
гидравлической защиты и сливной системы, которые негативно сказываются на экологическом состоянии орошаемого поля. Особенно явно они прослеживаются на машинах, проработавших 5 и более лет, при поливе которыми могут происходить частые остановки машины без отключения от питающей 
сети. Также необходимо отметить, что у этих машин, вследст

вне низкой надежности сливной системы, отработанная вода 
не отводится от тележки, а сливается непосредственно в колею. Все это приводит к переполивам участков орошаемого 
поля, углублению колеи, водной эрозии, выносу питательных 
веществ из почвы с поверхностным стоком, частичному заболачиванию и вторичному засолению земель, непроизводственным потерям оросительной воды, неоправданному перерасходу электроэнергии. Поэтому совершенствование гидравлической защиты и сливной системы ДМ «Фрегат» является 
актуальной задачей, решение которой позволит повысить экологическую безопасность полива сельскохозяйственных культур и обеспечить экономию водных ресурсов.

АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ОРОШАЕМОГО ЗЕМЛЕДЕЛИЯ 
И ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ОРОШЕНИЯ 
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР 
В САРАТОВСКОМ ЗАВОЛЖЬЕ

Орошаемое земледелие Саратовского 
Заволжья

Развитие мелиорации в России, происходившее в 1966-1990 гг., 
в последнее десятилетие в силу различных проблем, связанных с переходом страны к рыночной экономике, было приостановлено. Практически прекратились работы по строительству, ремонту и реконструкции мелиоративных систем, вследствие чего значительно ухудшилось их техническое состояние. 
Площадь орошаемых земель сократилась по сравнению с 1991 г. 
на 24 %, осушаемых -  на 9 %, более чем на 50 % площади 
орошаемых земель наблюдаются подъем грунтовых вод, засоление, происходит вторичное заболачивание земель [64, 1]. 
Все это приводит к снижению урожайности сельскохозяйственных культур и снижению продуктивности животноводства. 
Динамика мелиоративного состояния орошаемых земель в 
Российской Федерации представлена на рис. 1 [1,37].
В нашей стране основными регионами, имеющими развитое мелиоративное производство, являются Поволжье, Ставропольский и Краснодарский края. В Поволжском регионе 
орошение наиболее распространено в Саратовской области 
[103, 144].
В 1990 г. Саратовская область имела около 500 тыс. га 
орошаемых земель [1, 2]. Однако за последние несколько лет, 
вследствие недофинансирования отрасли, списаны и переведены в богарные значительные площади орошаемых земель. 
Из эксплуатируемых в настоящее время орошаемых земель в 
хорошем состоянии находится около 70 % [33] (рис. 2).

Площадь орошаемых земель,

5 0 0 0 -fl

™
 
“
г 1 .... вШЛ-----l» j «Tl 
Д НИ 
М |Д 1  
1 М  
И Т 1  
П И  
1Я , 1 I 
И М  
и р я  
Щ
1988 
1990 
1992 
1994 
1997 
2000 
2002ГОДЫ

□  хо р ош ее

□  у д о в л е тв о р и т е л ь н о е

□  н е у д о в л е тв о р и те л ь н о е

Рис. 1. Состояние орошаемых земель Российской Федерации

15

□  хорошее
И уд овлета орительное 
неудовлетворительное по:
□  солонцеватое™
□  залеганию грунтовых вод

■  засолению

Р солонцеватоста 
и залеганию грунтовых вод 
□ залеганию грунтовых вод 
и засолению

Рис. 2. Состояние орошаемых земель Саратовского Заволжья

Саратовское Заволжье характеризуется благоприятными 
почвенными и теплоэнергетическими и ресурсами. Почвенный

покров разнообразен, преобладающим типом почв являются 
черноземы [68, 76, 103] (рис. 1.3, табл. 1).

Рис. 3. Схематическая почвенная карта Поволжья: 
черноземы: Чо -  обыкновенные; Чв -  выщелоченные;
Чт -  тучные; Чю -  южные; почвы: Кт -  темно-каштановые; 
Кс -  каштановые и светло-каштановые; С -  бурые пустынные 
и лугово-солонцовые комплексы

Таблица 1

Основные водно-фнзнческие свойства почв Поволжья

Подтип почвы
Механический
состав
№
слоя

Удельный 
вес, 
г / см3

Наименьшая
влагоемкость,
% к весу
1
2
3
4
5

Выщелоченный
чернозем
Суглинок легкий
1
1,25
0
Выщелоченный
чернозем
Суглинок легкий
4
1,35
0'
Выщелоченный
чернозем
Суглинок легкий
8
1,46
0
Выщелоченный
чернозем
Суглинок средний
1
1,34
0
Выщелоченный
чернозем
Суглинок средний
4
1,28
0
Выщелоченный
чернозем
Суглинок средний
8
1,44
0
Выщелоченный
чернозем
Суглинок тяжелый
1
1,22
33
Выщелоченный
чернозем
Суглинок тяжелый
4
1,16
29
Выщелоченный
чернозем
Суглинок тяжелый
8
1,49
22,3
Выщелоченный
чернозем
Глина средняя
1
1,09
31,2
Выщелоченный
чернозем
Глина средняя
4
1,12
32,5
Выщелоченный
чернозем
Глина средняя
8
1,47
25,9
Типичный чернозем
Глина средняя
1
1,11
0
Типичный чернозем
Глина средняя
4
1,33
0
Типичный чернозем
Глина средняя
8
1,61
0
Обыкновенный
чернозем
Суглинок средний
1
1,16
28,6
Обыкновенный
чернозем
Суглинок средний
4
1,36
24,7
Обыкновенный
чернозем
Суглинок средний
8
1,56
19,2

2
3
4
5

Обыкновенный
чернозем
Суглинок тяжелый
1
1,18
34,2

Обыкновенный
чернозем
Суглинок тяжелый
4
1,31
28,7
Обыкновенный
чернозем
Суглинок тяжелый
8
1,48
21,8
Обыкновенный
чернозем
Глина средняя
1
1,02
41,6
Обыкновенный
чернозем
Глина средняя
4
1,14
33
Обыкновенный
чернозем
Глина средняя
8
1,42
21,1
Обыкновенный
чернозем
Глина тяжелая
1
1,25
0
Обыкновенный
чернозем
Глина тяжелая
4
1,49
0
Обыкновенный
чернозем
Глина тяжелая
8
1,6
0

Южный чернозем
Супесь
1
1,42
0

Южный чернозем
Супесь
4
1,48
0

Южный чернозем
Супесь
8
1,58
0

Южный чернозем
Суглинок легкий
1
1,51
0

Южный чернозем
Суглинок легкий
4
1,48
0

Южный чернозем
Суглинок легкий
8
1,61
0

Южный чернозем
Суглинок средний
1
1,28
23,6

Южный чернозем
Суглинок средний
4
1,36
19,9

Южный чернозем
Суглинок средний
8
1,46
17,7

Южный чернозем
Суглинок тяжелый
1
1,11
28,8

Южный чернозем
Суглинок тяжелый
4
U 3
23,8

Южный чернозем
Суглинок тяжелый
8
1,56
20,4

Южный чернозем
Глина средняя
1
1,05
28,4

Южный чернозем
Глина средняя
4
1,29
23,9

Южный чернозем
Глина средняя
8
1,56
20

Южный чернозем
Глина тяжелая
1
1,15
0

Южный чернозем
Глина тяжелая
4
1,45
0

2
3
4
5 
*

Южный чернозем
Глина тяжелая
8
1,57
0

Темн о-каштановая
Супесь
1
1,33
0

Темно-каштановая
Супесь
4
1,6
0

Темно-каштановая
Супесь
8
1,6
0

Темно-каштановая
Суглинок легкий
1
1,55
14

Темно-каштановая
Суглинок легкий
4
1,58
14

Темно-каштановая
Суглинок легкий
8
1,62
13,5

Темно-каштановая
Суглинок средний
1
1,12
26

Темно-каштановая
Суглинок средний
4
1,32
22

Темно- каштановая
Суглинок средний
8
1,42
19,7

Т емно-каштановая
Суглинок тяжелый
1
1,26
32,1

Т емно-каштановая
Суглинок тяжелый
4
1,42
25

Темно-каштановая
Суглинок тяжелый
8
1,52
18,4

Темно-каштановая
Глина средняя
1
1
32,2

Темно- каштановая
Глина средняя
4
1,36
25

Темно-каштановая
Глина средняя
8
1,41
21,1

Т емно-каштановая
Глина тяжелая
1
1,09
31,6

Темно-каштановая
Глина тяжелая
4
1,39
22,4

Темно-каштановая
Глина тяжелая
8
1,6
20,3

Каштановая
Супесь
I
1,42
14,7

Каштановая
Супесь
4
1,6
15,6

Каштановая
Супесь
8
1,55
8,5

Каштановая
Суглинок легкий
1
1,41
20

Каштановая
Суглинок легкий
4
1,54
18,2

Каштановая
Суглинок легкий
8
1,79
18,5

Каштановая
Суглинок средний
1
1,33
22,1

Каштановая
Суглинок средний
4
1,3
21

Каштановая
Суглинок средний
8
1,38
18,5

Каштановая
Суглинок тяжелый
1
1,3
24,9

Каштановая
Суглинок тяжелый
4
1,47
21

Каштановая
Суглинок тяжелый
8
1,51
20