Технология полива и дождевания

Работа водовыпусков дискретного капельно-дождевального орошения в асинхронном режиме устанавливается из условий поддержания влажности почвы близкой к оптимальным значениям (75-80% НВ). При этом ее значения могут несколько превышать оптимум или требуют восполнения в кратчайшие сроки.

Проведенные наблюдения показали, что параметры, характеризующие  микроклимат орошаемого поля изменяются в зависимости от применяемой  технологической схемы полива. Наибольшая разность температуры и влажности  воздуха отмечается на высоте 0,2 м от поверхности земли. Разность температур между капельно-дождевальным орошением и капельным орошением доходила до 2, 3^оС, а разность между значениями влажности воздуха достигала 20-21%, то есть применение в напряженный период вегетации дополнительного дождевания позволяет значительно улучшить условия роста и развития растений.

Дискретная технология капельно-дождевального орошения позволят снизить требования к системе  очистки воды, улучшить воздушно-тепловой режим сельскохозяйственных культур  и повысить урожайность.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2  Дождевание

 

Дождевание — способ полива, при котором оросительная вода под напором выбрасывается дождевальным аппаратом в воздух, дробится на капли и падает на растения и почву в виду дождя.

Орошение сельскохозяйственных культур проводят различными дождевальными установками, агрегатами и машинами.

Дождевальные установки  — устройства, состоящие из легких разборных переносных трубопроводов  и дождевальных насадок.

Дождевальными машинами называют дождевальные установки, снабженные средствами механизированного передвижения.

Дождевальные агрегаты — это дождевальные машины, снабженные насосно-силовым оборудованием для забора воды из канала (трубопровода), создания нужного напора и подачи ее в дождевальные насадки (аппараты).

Преимущества и недостатки дождевания. Дождевание — наиболее совершенный и перспективный способ полива. Оно имеет следующие преимущества по сравнению с поверхностным орошением: полная механизация работ; поливная норма регулируется более точно и в широких пределах (от 30-50 до 300-800 м³/га и более), что позволяет создавать водно-воздушный режим почвы, близкий к оптимальному, и регулировать глубину промачивания почвы; можно поливать участки с большими уклонами и со сложным микрорельефом. Забор воды возможен из каналов, идущих в выемке, а также из закрытой сети; исключаются работы по поделке поливных борозд, валиков, выводных борозд, улучшаются условия механизации посева, посадки, обработки и уборки сельскохозяйственных культур; улучшаются микроклимат и развитие корневой системы, активизируются процессы ассимиляции, повышаются плодородие почвы и урожай сельскохозяйственных культур. Запланированный урожай можно получить при меньших (на 15-30 %) затратах воды, чем при поверхностном орошении; можно одновременно с орошением вносить в почву удобрения.

В предгорных районах  для дождевания возможно использование естественного напора.

Недостатки дождевания: высокие затраты металла на изготовление дождевальных машин, труб и аппаратуры (40-100 кг на 1га); большая энергоемкость процесса дождевания (40-100 кВт/ч на 1 полив при m=300м³/га); неравномерность полива при ветре; невозможность глубокого промачивания тяжелых почв при высокой интенсивности дождя без образования луж и поверхностного стока; нецелесообразность использования на тяжелых почвах в условиях сухого и жаркого климата.

Дождевание наиболее широко применяют на безуклонных и малоуклонных участках с почвами средней и высокой водопроницаемости для полива овощных, технических, зерновых культур, садов, питомников, лугов в зоне недостаточного увлажнения, где орошение только дополняет естественные осадки в засушливые периоды.

Орошение дождеванием незаменимо на участках со сложным рельефом, с  близким залеганием грунтовых вод, со слабозасоленными и просадочными грунтами.

 

 

 

 

 

 

 

3 Системы орошения

3.1 Капельное орошение

 

Капельное орошение отличается от других способов полива тем, что  вода подается напрямую к корневой зоне растения, в соответствии с его потребностью. Благодаря этому расход воды и энергии при капельном орошении в 3-5 раз меньше, чем  у других систем  полива.

Рисунок 5 – Капельное  орошение

Основные преимущества:

- до растений доходит оптимальное количество влаги на протяжении всего периода роста,

- уменьшает риск заболеваний растений,

- абсолютно не уплотняет почву и не способствует ухудшению ее структуры.

При капельном поливе не требуется высокого давления воды, что позволяет сэкономить затраты  на насосном оборудовании.

3.2 Спринклерное орошение

 

Широко применяется  во всём мире на различные овощные  культуры (картофель, капуста, морковь, лук и др.)

Рисунок 6 – Спринклерное орошение

Основные преимущества:    

- большая площадь увлажнения поверхности от одного распылителя,

- меньшая протяженность трубопроводов,

- возможность визуально контролировать работу системы полива,

- низкая мощность орошения,

- низкое воздействие капель на почву,

- краткие циклы орошения.

3.3 Дождевальные машины барабанного (катушечного) типа

 

На сегодняшний день дождевальные машины барабанного типа являются  идеальной техникой полива для хозяйств, у которых площади малого и среднего размера. Высочайшая мобильность, возможность работы с любой водой, использование комбинаций распылительных форсунок делают дождевальные машины универсальным поливочным инструментом.

Рисунок 7 – Дождевальные машины барабанного типа

Инновационные особенности:

- прочность конструкции – при разработке машин всегда проводятся испытания в тяжелых условиях,

- удобство для пользователя – минимальное количество операций при эксплуатации,

- низкое потребление энергии – большое внимание ко всем потерям при работе,

- компактность – уменьшенные размеры облегчают работу на небольших участках,

- широкий модельный ряд поливных машин способен удовлетворить потребности любого клиента.

 

3.4 Механизированное орошение

 

Главное преимущество механизированного  орошения – это высокое качество орошения, низкие потери воды при орошении и максимальная автоматизация, т.е. минимальная зависимость от «человеческого» фактора.

Рисунок 8 – Механизированное орошение

Один человек может  легко управлять большим количеством  таких машин, не выходя из своего офиса.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 Капельное орошение

 

Рассмотрим более подробно капельное орошение.

Капельный полив в  сельском хозяйстве применяется  уже давно. В районах рискованного земледелия, где осадки выпадают в  малых количествах и без орошения вырастить хороший урожай не возможно,  капельный полив стал практически единственным эффективным и экономически выгодным способом полива.

Рисунок 9 – Капельный  полив

По многолетним наблюдениям, прибавка урожая при капельном орошении по сравнению с дождеванием достигает на плодовых породах и виноградниках 20—40%, на овощных культурах 50— 80% и более, при этом овощи созревают на 5—10 дней раньше обычного срока.

Капельное орошение отличается от традиционных способов полива тем, что  вода подается непосредственно к корневой зоне каждого растения, в соответствии с его потребностью в воде. Благодаря этому расход воды и энергии при капельном орошении в 2-5 раз меньше, чем при других способах полива.

 

Преимущества  капельного орошения. С помощью капельного орошения растения получают оптимальное количество влаги на протяжении всего вегетационного периода. Это в свою очередь обеспечивает интенсивное дыхания корней, и способствует их активному развитию.

Можно легко проконтролировать  нормы внесения минеральных удобрений, так как они вносятся вместе с  поливной водой, благодаря чему происходит более быстрое и интенсивное  поглощение питательных веществ, а  нормы внесения минеральных удобрений снижаются в 3-4 раза.

Отсутствует «провал» влаги  ниже зоны корнеобитания, что исключает  возможность смешивания поверхностных  вод с грунтовыми (зачастую минерализованными), а это в свою очередь предотвращает  заболачивание и засоление участков.

Капельное орошение абсолютно не уплотняет почву и не способствует ухудшению ее структуры, предотвращает возникновение анаэробных условий в почве, устраняя тем самым возникновение различных почвенных гнилей.

Капельное орошение уменьшает риск заболеваний растений, так как не происходит намокания вегетативной массы и плодов. Такое орошение можно осуществлять даже во время солнцепека. Капельное орошение предотвращает распространение сорняков, так как зона между рядами остается сухой. Капельное орошение дает возможность ухаживать за растениями (опрыскивать, обрабатывать почву, собирать урожай) в любое время: до, после и во время орошения. Система капельного орошения может применяться на склонах или участках со сложным рельефом, где традиционные способы полива смывают верхний плодоносный слой почвы.

Капельное орошение не требует высокого давления воды в трубопроводе, что позволяет сэкономить затраты на насосных агрегатах. Система автоматического капельного полива позволяет регулировать глубину увлажнения, количество, качество и периодичность орошения.

Рисунок 10 – Капельный полив

Основные компоненты системы капельного орошения. Системы капельного орошения состоят из трех основных компонентов:

1. Устройств, непосредственно подающих воду к растениям – капельниц.

2. Устройств распределения воды по системе.

3. Устройств контроля работы системы капельного орошения.

Вода подается в систему  капельного орошения с помощью автоматических клапанов с периодическим впрыском в систему удобрений и прочих химикатов, фильтрацией и регулировкой давления специально для установленных типов капельниц. Далее вода поступает непосредственно в капельницы (встроенные или внешние) через систему гибких шлангов Лейфлет (ПВХ), а от капельниц вода с удобрениями поступает в корневую систему  растений. Все компоненты имеют набор свойств, которые влияют на производительность системы капельного орошения в целом. В зависимости от технических характеристик и свойств меняется стоимость закупки, установка и техническое обслуживание каждого из этих компонентов. Полное понимание принципа работы системы капельного полива поможет в выборе необходимого оборудования, и достичь необходимых показателей урожайности. Системы капельного полива очень долговечны и сконструированы таким образом, чтобы выдержать негативное воздействие окружающей среды в течение долгого периода времени. Но даже при использовании самых устойчивых материалов к воздействию окружающей среды необходимо тщательно и своевременно обслуживать, а также проводить профилактику системы.

На рисунке 11 отображены основные компоненты капельного орошения.

 

Рисунок 11 – Основные компоненты капельного орошения

Основные принципы работы капельного орошения. Термин «капельное орошение» используется для определения такого способа полива, который характеризуется следующими принципами:

1. Полив осуществляется при низком расходовании воды.

2. Полив осуществляется относительно длительный период времени.

3. Полив осуществляется непосредственно в корневую систему растения.

4. Полив может осуществляться в заранее запланированных интервалах.

5. Полив осуществляется при относительно низком давлении воды.

При капельном орошении вода подается к растениям при  помощи сети магистральных водопроводов, их ответвлений и капельных лент со встроенными капельницами. Каждая капельница подает к корневой системе  растения определенное, точное количество воды и минеральных удобрений. Вода и питательные вещества попадают в землю непосредственно через капельницы. Далее вода проходит к корневой системе благодаря силе тяжести и капиллярному взаимодействию. Таким образом, подача воды и питательных средств, происходит непрерывно и гарантирует, что растение будет получать их в достаточном количестве. А это, в свою очередь, обеспечит высокий и качественный урожай сельхозкультур.

Система подачи воды. Выделяют две системы подачи воды при капельном орошении: ручная и автоматическая. Практика показала, что наиболее эффективно применять напор воды 0,07–0,28 МПа (0,7–2,8 атм.). Ручной способ применяют в основном для маленьких участков. В таком случае системы капельного полива упрощают, периодичность полива определяют на глаз, исходя из влажности почвы. Для больших участков применяют автоматическую систему капельного полива.

На расчет количества капельниц влияют следующие факторы: вида сельскохозяйственной культуры, расхода воды на одно растение, схемы  посадки, и др. Для овощных культур, например, расстояние между капельницами составляет от 0,2 до 2,0 м.

 

Ключевым в организации  системы капельного полива является расчет:

- схемы и количества  расположения точек подачи воды;

- расхода воды капельницей;

- равномерности распределения  воды через капельницы.

Правильная организация  работы капельниц позволит вам достичь  оптимального увлажнения почвы. При  расчете расхода воды нужно учитывать  водно-физические свойства почвы, расход воды, которая подается в контур увлажнения, продолжительность полива, интенсивность испарения, схему расположения точек подачи воды в зону увлажнения.