Капельное орошение - (разновидность
дождевания, но с подачей воды каплями строго локально) с помощью специальных
устройств - капельниц.
Подпочвенное увлажнение, то есть увлажнение
почвы снизу. В естественных условиях это происходит за счет увлажнения
грунтовыми водами, в искусственных - вода подается по специальным
трубкам, проложенных на некоторой глубине в почве.
История возникновения способов увлажнения почвы
уходит корнями в глубину веков. В местностях, где реки ежегодно при
паводках затапливали свои поймы, а иногда и более обширные территории,
земледельцы использовали это, благоприятное для них обстоятельство
для посева и выращивания зерновых и других скороспелых культур, без
каких либо затрат труда на орошение.
По сути, это и был прототип способа полива напуском. При искусственном
повторении того, что происходит во время естественных разливов рек
в половодье, возник способ полива напуском.
При поливе напуском вода растекается по поверхности
почвы и впитывается в неё, чем ровнее поверхность почвы, тем равномернее
растекается по ней вода. Участки близкие от источника (реки, родника)
увлажняются больше, участки, расположенные дальше увлажняются меньше.
При малых разливах рек в маловодные годы многие участки могут остаться
вообще не увлажненными.
Известен также очень древний способ разновидности
полива напуском, применявшийся в засушливых предгорьях Средней Азии
на довольно крутых склонах, так называемое, микро лиманное орошение,
когда часть вышерасположенной делянки, уплотнённой искусственно и
обмазанной глинистым раствором с дополнением половы и мелкорубленной
соломы, а иногда и навоза, окружённое струенаправляющими валиками,
использовалась как водосборник атмосферных осадков, применяемых для
увлажнения нижележащей площади, тоже обвалованной и засеянной растениями.
Историки пишут, что армия Тамерлана неплохо снабжалась хлебом с земель,
орошавшихся этим способом.
Рисунок 12.1. Полив напуском по полосам.
(1 - ороситель; 2 -выводная борозда;
3 - валики, образующие полосы; 4 - трубки или другие водовыпуски-регуляторы
расхода воды. Рисунок заимствован из книги Ф.Р.Зайдельмана "Мелиорация
почв"))
Способ полива напуском в дальнейшем был усовершенствован
применением искусственного обвалования затапливаемых территорий, созданием
струенаправляющих, а затем и водоудерживающих валиков, что позволило
лучше управлять потоком воды, не давая ему скатываться по каким либо
понижениям обратно в реку, лучше и равномернее промачивать почву и
даже промывать её от накопившихся солей. Так возник способ полива
затоплением. Он уже потребовал применения бОльших затрат труда, чем
полив напуском, но позволял добиться лучших результатов при выращивании
культур. Полив затоплением потребовал и определенной работы по планировке
орошаемых полей под мелкие горизонтальные участки (чеки, делянки).
Рисунок 12.2. Аэрофотоснимок - полив затоплением
больших спланированных делянок (чеков), на котором видно, как затапливается
крупная делянка. Мы его привели, чтобы показать, насколько неравномерно
поливается площадь. (Снимок заимствован из книги Ф.Р.Зайдельмана "Мелиорация
почв").
Для возделывания культур с более длительными
сроками вегетации возникла необходимость повторных поливов по мере
иссушения почвы, что и привело к возникновению ирригации, как таковой.
С развитием агротехники возделывания растений с применением пропашных
почвообрабатывающих орудий, начал развиваться способ полива по бороздам,
который в настоящее время превалирует в Мире. Его особенность в том,
что вода, протекая по борозде - искусственно прорытой канавке, оставшейся
после прохода специльных почвообрабатывающих орудий, - более или менее
равномерно, увлажняет почву, не разливаясь в стороны.
Посадка растений вдоль борозд позволяет улучшить
уход за ними, проводить обработку почвы, механизировать посев и сбор
урожая. Гребни борозд при поливе увлажняются только капиллярными токам
влаги и почва на них при этом не размокает и не теряют свою структуру,
что улучшает аэрацию корнеобитаемого слоя, способствует сохранению
влаги после поливов и облегчает борьбу с сорной растительностью.
Недостатком способа полива по бороздам является
большая неравномерность увлажнения почвы вдоль борозды и большая трудоемкость
равномерной подачи воды в головы борозд.
При больших уклонах поверхности почвы и высокой её водопроницаемости
достичь равномерного увлажнения поля в продольном и в поперечном направлении
чрезвычайно трудно, здесь не помогают ни гибкие и жесткие трубопроводы,
ни различные оголовки борозд. Даже на хорошо спланированных полях
неравномерность полива является причиной потери от 30 до 40% урожая.
До сих пор даже не решена техническая проблема
равномерной подачи вода в голову борозд из-за падения напоров "по
пути" вдоль распределительных трубопроводов при раздаче воды.
Кроме того, по борозде приходится пропускать воду еще некоторое время,
после добегания её до конца борозды, достаточное для нормального увлажнения
концевых частей борозды. Это приводит к потере воды на излишнее увлажнение
почвы (так называемый, глубинный сброс), не только в начале борозды
но и вынуждает сбрасывать бесполезно часть воды в конце её (поверхностный
сброс). Даже в самых оптимальных случаях, при поливе по бороздам практически
теряется около 30% подаваемой на поле из оросительной системы, что
далеко не безобидно для мелиоративного состояния почв на землях подверженных
засолению и далеко не дёшево при оплате услуг системе за транспортировку
воды.
Полив по бороздам требует большого искусства
в буквальном смысле этого слова. Поливальщик должен хорошо знать рельеф
и особенности своего поля и уметь управлять водой, по нескольку раз
за полив, регулируя расходы в каждую борозду, ибо даже на хорошо выровненном
и подготовленном поле, практически нет одинаковых борозд. Они отличаются
уклонами, водопроницаемостью, степенью механического уплотнения колёсами
обрабатывающей техники. Любой случайно упавший в борозду комок почвы,
может сильно изменить её поперечное сечение и способность проводить
воду дальше. При больших расходах воды в борозде могут возникать скорости
воды, размывающие почву и сносящие плодородный слой (ирригационная
эрозия почвы), при малых скоростях есть опасность серьёзного недополива
концевых частей поля. Всё это вместе взятое, по мере развития ирригации
и возникновения дефицита оросительной воды привело к необходимости
поиска более совершенных способов увлажнения почвы при выращивании
растений, несмотря на относительную их дороговизну.
Прежде всего, были сделаны попытки механизировать
подачу воды в борозды, разделив их на короткие участки, в которые
воду подают из передвижных трубопроводов. Эти системы резко повысили
эффективность полива по бороздам и равномерность увлажнения полей,
но из-за своего несовершенства и дороговизны они уступили место дождевальной
технике.
Вот как описывает доктор наук В.К.Севрюгин совершенствование этих
систем в США:
ручной полив, сначала был заменен поливом с
использованием труб, затем трубу поставили на колёса и, получили шлейф
многоместного использования (то есть, способный передвигаться с помощью
трактора в разные точки поля).
Затем колёса поставили перпендикулярно трубе,
а трубу подняли над растениями и создали широкозахватную фронтальную
поливную машину.
Потом водовыпуски из трубы заменили дождевальными
насадками и сконструировали современные широкозахватные дождевальные
машины.
Далее с целью повышения равномерности распределения
воды и снижения потерь на снос ветром и испарение, насадки посредством
шлангов приблизили к земле, снабдили автоматически регулирующими расход
диафрагмами.
В результате получили машины, обеспечивающие
высочайшую равномерность полива, работающие в автоматическом режиме,
управляемые со спутников земли и орошающие огромные массивы по заданной
программе в соответствии с оптимальными режимами орошения. Таким образом,
благодаря созданию систем с закрытой оросительной сетью и высококлассной
технике полива, КПД оросительных систем приблизился к теоретически
возможному - к единице.
Рисунок 12.3. Машина "Valley" на
пересечённом рельефе с дождевальными насадками, опущенными близко
к поверхности почвы. (Снимок заимствован из рекламного каталога на
сайте фирмы "Valley" - http:\\www.valley-ru.com)
Дождевальные машины могут быть использованы
и для борьбы с весенними радиационными заморозками. Вода при замерзании
отдаёт количество тепла, равное 79,6 кал/г и температура растений
пока происходит дождевание сохраняется на уровне от нуля до -1,0…-1,5С
, что вполне переносится многими растениями. Этот способ наиболее
эффективен для защиты цветков и завязей плодовых и ягодных деревьев
и кустарников. Следует, чтобы интенсивный "дождь" покрывал
всю поверхность цветущих или отцветающих деревьев весь период возвратных
заморозков (которые длятся, как правило, всего несколько часов). Кроны
деревьев опрыскивают из шлангов, на которые устанавливают насадки
с мелким распылом. Дождевание позволяет защитить цветки и завязи даже
при температуре воздуха до минус 4-5 С.
Рисунок 12.4. Полив дождеванием для защиты
от заморозка фронтальной дождевальной машиной.
Дождевалки могут быть использованы для малоинтенсивного
увлажнительного орошения сельскохозяйственных культур и поддержания
микроклимата участков в жаркие часы суток, для борьбы с суховеями,
а также для борьбы с заморозками. Это установки аэрозольного (мелкодисперсного)
увлажнения - КАУ-1, синхронно-импульсного дождевания КСИД-1 и другие.
Рисунок 12.5. Полив ягодников системой КАУ-1
и кустарников дождевальной установкой КСИД-1 справа. (Фото и разработка
ФГНУ ВНИИ Радуга)
Рисунок 12.6. Полив овощей дождевальной установкой
КИ-15 - справа и ДШ-1 - слева. (Фото и разработка ФГНУ ВНИИ Радуга)
Рисунок 12.7. Полив овощей дождевальной установкой
Росинка-М. (Фото и разработка ФГНУ ВНИИ Радуга)
В странах, где водные ресурсы для орошения
очень ограничены, был изобретён оригинальный способ увлажнения почвы,
который в корне изменил систему ведения хозяйства на орошаемых землях,
обеспечив локальную подачу воды растениям - капельное орошение. При
этом способе, очищенная через фильтры от крупных и мелких взвешенных
частиц, оросительная вода с помощью особых приспособлений - капельниц
подается в зону расположения корней выращиваемых растений. Производительность
капельниц стараются подбирать таким образом, чтобы растения поливались
практически постоянно, а не отдельными поливами (при этом условии
затраты на трубки становятся минимальными, ибо если подача воды осуществляется
периодически, то необходимая пропускная способность этих трубок вырастает
пропорционально отношению межполивного периода к времени полива).
Одновременно с подачей воды могут вноситься удобрения и необходимые
средства защиты растений, что существенно увеличивает урожайность
выращиваемых культур.
Рисунок 12.8. Система капельного полива молодого
сада.
На рисунке 12.9 показаны капельницы разных
фирм. Сейчас создано очень много конструкций капельниц, просто глаза
разбегаются, когда задаёшь поиск в Интернете, чтобы посмотреть новинки.
Рисунок 12.9. Капельница разных фирм. Слева
трубки с встроенными капельницами, справа основная деталь капельницы
фирмы DRTS, встраиваемая в разводящую трубку.
Одной из главных конструктивных особенностей
хороших капельниц является их особая "расходная характеристика
" - зависимость объёма воды, вытекающего из неё за определённое
время, от напора в трубке. На рисунке 12.10 расходная характеристика
капельницы фирмы DRTS.
Рисунок 12.10. Расходная характеристика капельница
фирмы DRTS….
Обратите внимание, что её расход зависит от
напора только в диапазоне от 0 до 0,8 м, а далее стабилен до напора
4 м. Это достигается таким подбором конструктивных элементов, которые
автоматически регулируют величину отверстия и обеспечивают постоянный
расход. Такие капельницы, вне зависимости от уклона поля и распределения
напоров по длинне подводящей трубы, обеспечивают равномерный полив
поля.
На рисунке 12.11 показана схема и фото капельной
системы для дачного варианта - просто, экономно и продуктивно!
Рисунок 12.11. Дачно-приусадебный вариант капельной
системы орошения.
Долгое время делались попытки осуществить очень
интересную идею - подпочвенное увлажнение с помощью трубок увлажнителей,
по которым влага подаётся непосредственно в корнеобитаемую зону и
очень незначительно при этом расходуется на испарение самой почвой.
Однако она не могла быть технически осуществлена из-за быстрого зарастания
отверстий в трубах и любых других фильтрующих элементов (вне зависимости
от крупности их пор) корнями растений. Пытались создать односезонные
микропористые трубки, но их цена была настолько высока, что за один
сезон не окупалась урожаем. Эту проблему удалось решить с помощью
периодического применения специальных химикатов, предотвращающих рост
корней непосредственно в зоне подземных капельниц и теперь эти системы,
вроде бы, также эффективны, как и системы надземного капельного орошения.
Однако фирмы-производители этих систем, не сообщают, как химикаты
влияют на растения, их корни и на прочую почвенную "живность".
И ещё один вопрос, связанный с жизнью самой почвы: а что будет с её
плодородием, если в летний период её самый деятельный слой будет постоянно
сухой? По этому вопросу имеются очень настораживающие предупреждения
очень известных во всём Мире почвоведов и земледельцев, о которых
мы поговорим в лекциях № 17 и 18.
Ну, пожалуй, достаточно о способах полива,
теперь давайте посмотрим, "что это ему дало"… и как выбрать
то, что Вам нужно. В лекции № 16 мы попытаемся
показать, в качестве примера, один из возможных вариантов обоснования
выбора способа полива.
Как связаться
с нами
Вернуться
на главную страницу
Вернуться
к содержанию раздела
