Почва для капельного орошения

Отдельный тип арматуры — устройства автоматизации полива. Самые простые и распространенные — контроллеры протока, которые работают по встроенному таймеру. В разных моделях присутствуют от одной до четырех отходящих линий, для каждой из которых можно задать индивидуальный режим работы.

Чтобы давление в разных участках системы максимально соответствовало характеристикам используемых лент и капельниц, применяют водопроводные редукторы. Они не позволяют давлению подниматься выше установленного значения, что незаменимо при подключении капельного орошения напрямую к водопроводу.

На участках с большим уклоном после закрытия подачи воды часто происходит подсос воздуха из капельниц от верхнего уровня при стекании воды к нижнему. При этом капельницы забиваются частичками жидкой грязи и быстро выходят из строя. Если ленты или трубки проложены по поверхности грунта, избежать такого явления помогут воздушные клапаны, установленные в начале подводящей магистрали.

Основные тонкости монтажа

Монтаж системы капельного полива начинают с разводящих узлов, располагая трубы параллельно грядкам. Следует устанавливать на входе каждого узла сетчатый водопроводный фильтр, а на наклонных плантациях еще и редуктор давления.

Далее от разводящих узлов до точки забора воды прокладывают магистральную трубу. Разводящие трубы оптимально соединять с магистралью гибким шлангом через тройник. Если используются ленты менее 16 мм, не комплектуемые миникранами, следует также установить на вводе разводящего узла шаровой кран.

Забор воды может производиться либо напрямую от водопровода, либо из накопительной емкости. Последнюю традиционно устанавливают в высшей точке участка, давление в системе орошения зависит от высоты емкости: в среднем около 0,1 атмосферы на метр. Емкости рекомендуется использовать как для стабилизации давления, так и для более простого внесения фертигаторов. Узел фильтрации и внесения удобрений обычно устанавливают в самом начале подводящей магистрали возле точки забора воды.

Существует три варианта монтажа капельной ленты и трубок:

В последних случаях ленты и трубки располагают капельницами вверх во избежание засорения. Чтобы замедлить испарение влаги из грунта, поверх ленты укладывают мульчу слоем в 7–10 см.

Сезонные работы и зимнее хранение

Прокладку системы орошения начинают при установившейся положительной температуре сразу после весенней обработки почвы. Культуры высаживают после монтажа, чтобы рассада располагалась точно под капельницами. В течение лета обслуживание капельной системы сводится к прочистке фильтров и мелкому ремонту поврежденных трубок и лент.

В конце сезона с системы сливают воду и оставляют ее на 4–5 дней для просыхания. Капельные линии отключают и перемещают на хранение. Как показывает практика, почти все капельные трубки и ленты нормально переносят низкие температуры, им больше вредят многочисленные перегибания при сматывании в бухты. Поэтому рекомендуется хранение в растянутом состоянии, можно просто подвязать ленты к забору.

Источник

Подземный капельный полив

Определение, описание метода.

Подземное капельное орошение (ПКО) является разновидностью традиционного капельного орошения, где капельная сеть располагается под поверхностью почвы, а не укладывается на землю, подавая воду прямо к корням. Глубина расположения и расстояние водовыпусков определяются в зависимости от типа почвы и корневой структуры растения.

При правильном управлении водой и питательными веществами подземная капельная оросительная система может обеспечить максимальную производительность и оптимальную эффективность использования воды.

В настоящее время ПКО это инструмент управления ирригацией, который позволяет точно контролировать среду корневой зоны ваших растений. Этот контроль часто приводит к неизменно высокому урожаю. Кроме того, улучшение управления водой и удобрениями помогает снизить затраты на внесение удобрений, использование воды и стоковых вод.

Исследования показывают, что использование системы ПКО может снизить потребление воды до 40% при одновременном увеличении урожайности и / или качества по сравнению с другими методами орошения. Система также легко адаптируется к небольшим полям неправильной формы и участкам с уклонами, которые трудно или невозможно орошать другими способами.

При медленной подаче воды в почве она перемещается в следующих направлениях:

• вниз, под действием силы тяжести
• наружу и вверх, вытягивается капиллярными силами.

Цель подземного орошения состоит в том, чтобы обеспечить максимальную влажность в почве и оптимальную концентрацию воздуха, чтобы позволить растению пополнять свои потребности в воде и поставлять минералы и другие органические соединения в надземную часть растения. Если эта цель достигнута, мы можем максимизировать урожайность и качество при сокращении циклов роста.

Режимы орошения

Движущая сила, которая создает естественное перемещение воды из почвы на растение и в атмосферу основана на свободной энергии воды. Растение будет абсорбировать воду из почвы, чтобы заменить потерю воды в атмосферу. Чем выше влага в почве, тем быстрее растение сможет пополнить потерю воды, избежать стресса и восстановиться.

Поскольку мы не можем управлять атмосферой, мы должны попытаться контролировать почву. Поток воды через растение от корней к листьям называется массовым потоком. Он намного больше, чем количество воды, необходимое растению для ее прямого питания. Массовый поток является носителем минералов и других органических соединений, которые абсорбируются из почвы и синтезируются в корнях. Поглощение минералов и метаболизм органических соединений в корне требуют затрат энергии. Чтобы генерировать энергию, необходимую для этого процесса, корень растения должен дышать. Оптимальная концентрация воздуха, необходимого в почве для обеспечения свободного дыхания корней, составляет около 10% объема грунта. Поры почвы могут варьироваться по размеру. Вода в почве удерживается капиллярными силами, которые сильнее, чем гравитационные. Насыщение почвы водой происходит в двух основных вариантах.

• Насыщенный поток, равный потоку продавливания
• Не насыщенный поток, от точечного источника (эмиттер, капельница, лабиринт)

Насыщение — все поры полны воды и большая часть воздуха вытолкнута.
Емкость поля — это уровень влажности, где большие поры наполнены воздухом, а маленькие поры полны воды. Это идеальные условия для растений. В отсутствие потребителей (растений) этот уровень влажности не изменится, установив равновесие.
Точка увядания представляет собой уровень влажности в почве, где растение не может пополнить потерю влаги в атмосферу и собственные потребности растения.
Доступная вода — это количество воды между емкостью поля и точкой увядания, которое относительно легко поглощается растением.
Исследования и практика на местах показали, что для того, чтобы избежать стресса для растений, ирригация должна пополнять влагу, когда растение затратит не более 20-50% доступной воды. Диапазон варьируется в зависимости от типа почвы и растений.

• Капельное орошение позволяет оптимально сочетать воздух и воду. Другие методы орошения, которые создают насыщение или поток продавливания, выталкивают воздух из эффективной корневой зоны в течение нескольких часов до несколько дней, в зависимости от типа почвы, что негативно влияет на растение. В этих условиях растение неспособно генерировать необходимую энергию для получения необходимых минералов и синтезировать основные органические соединения. Проветривание затруднено для средних и тяжелых почв, где инфильтрация может продолжаться несколько дней.
• Микро-условия в корневой зоне могут сильно отличаться от макро-условий. Если мы рассмотрим один корень в почве, мы обнаружим, что окружающая его почва намного суше, чем влажность почвы между корешками. «Конверт» сухой почвы покрывает корешок и замедляет способность корешка поглощать воду и минералы. В легких почвах это явление происходит очень быстро, и это может создать ситуацию, когда средние показания влажности почвы в норме, в то время как растение не может поглощать воду. Концентрированная корневая зона имеет значительно более высокую плотность корней и корешков, что влияет на эффективность фертигации, поступающей в почву.
• Частые циклы орошения приводят к минимальному отклонению в уровнях влажности почвы, обеспечивая оптимальное водоснабжение растения.
• Не насыщенный поток воды в почве гарантирует надлежащую аэрацию, необходимую для активного поглощения минералов и метаболизм органических соединений, несущих к наземной части растения.
• Сочетание оптимального водоснабжения и надлежащей аэрации обеспечивает высочайшее качество развития.
• Ценные минералы испытывают трудности с достижением корневой зоны из-за более низкой подвижности почвы. Концентрация корней в ограниченном влажном объеме значительно повышает эффективность фертигации.
• Повышение эффективности фертигации и точный контроль за орошением помогает предотвратить выщелачивание минералов из корневой зоны в грунтовые воды.
• Точное управление корневой зоной позволяет нам создавать и контролировать условия роста и развития растения.

Агротехнические преимущества, которые сохранят время и деньги

• более эффективное использование применяемой воды
• значительная экономия воды
• увеличение производства и урожайности
• увеличение качества и единообразия продукции
• отсутствие испарения воды на поверхности
• увеличение срока службы ирригационной системы
• предотвращение прорастания сорняков
• устранение вымывания гербицидов
• снижение трудозатрат на полив
• снижение затрат на обслуживание
• уменьшение зависимости от повреждения системы животными, человеком или механическими повреждениями
• сухая зона между рядами позволяет использовать тяжелую технику в любое время без разрушения почвенной структуры из-за уплотнения
• безопасная и эффективная доставка удобрений и химических веществ
• фертигация может продолжаться без перерывов, несколько операций могут выполняться одновременно
• возможность вносить удобрения на поля сложной формы или полей с препятствиями, также это позволяет получать доступ к полям круглосуточно

Недостатки ПКО-системы:

• увлажненная поверхность ограничена
• большая стоимость системы по сравнению с поверхностным капельным поливом
• большая трудоёмкость работ
• увеличенные сроки монтажа

Эксплуатация и техническое обслуживание

Для достижения максимальной производительности и экономии воды в ПКО необходимо следить за работой системы и вносить необходимые корректировки. Такие системы требуют регулярного обслуживания, чтобы гарантировать выполнение задач ирригации и обеспечивать долговременный потенциал системы.

• Периодические водные испытания — дешевое страхование. Оно защищает не только ирригационную систему, но и помогает выявлять потенциальные проблемы токсичности растений
• Успешная промывка системы от мусора зависит от скорости, с которой вода проходит через трубу во время промывки (так называемая скорость очистки). Минимальное значение должно быть между 0,3-0,5 м/сек
• Проверку и обслуживание фильтра необходимо выполнять по регулярному графику и записывать данные для последующего использования. Проверка различий в перепадах давления до и после фильтра могут помочь обнаружить постепенное ухудшение характеристик фильтра.
• Проверяйте показания расходомера. Это позволит выявить многие проблемы в полевых условиях, а также обеспечить перекрестный контроль общего орошения, применяемого в течение сезона. Регулярные проверки давления в системе помогут выявить проблемы в поле.

Требования к системам ПКО

Системы ПКО должны быть спроектированы, установлены, эксплуатированы и сохранены надлежащим образом, чтобы быть долговечными и эффективными.

Общие проблемы включают:

• засорение эмиттера
• вторжение корня
• вакуумное всасывание и попадание насекомого в систему
• грызуны и механические повреждения

Всего это можно избежать при правильном планировании и управлении системой.

Последовательность действий для принятия решения о приобретении системы ПКО.

• Все начинается с качественной воды. Предотвращение засорения имеет решающее значение для долговечности системы ПКО и требует понимания потенциальных опасностей, связанных с конкретным источником воды. В некоторых случаях спроектированная и установленная система ПКО без предварительной оценки качества предлагаемого оросительного водоснабжения может вызвать рост сельскохозяйственных культур и долгосрочные проблемы с почвой. В большинстве случаев проблемы с качеством воды могут быть легко исправлены, но только если производитель знает об этом заранее.
• Определение типа почвы и скорость поглощения воды играют важную роль в определении применяемой капельницы. Необходимо поддержание сухой почвы на поверхности. Если вода будет попадать на поверхность, сорняки будут прорастать и конкурировать с урожаем за воду и питательные вещества.
• Затем идет выбор капельной линии, которая предполагает рассмотрение диаметра дрейфа, толщины стенки, типа эмиттера, водовылива и расстояния между эмиттерами. Для процесса проектирования может потребоваться несколько попыток выбора подходящих компонентов системы.
• Изучение всех возможных трудностей, которые могут появиться в процессе эксплуатации системы подземного капельного полива. Если их не учитывать может произойти серьезная проблема, и ее будет трудно исправить.
• Выбор поставщика. Изучите веб-сайт рассматриваемого поставщика, почитайте литературу по теме микроирригации. Найдите людей, кто уже установили и используют ПКО-систему. Большинство современных производителей готовы показать свои системы орошения коллегам. Кроме того, попросите компанию — поставщика четко определить её роль и ответственность при проектировании, установке и обслуживании системы. Определите, какие гарантии предоставляются. Получите независимый обзор дизайна от лица, не связанного с продажей. Это добавляет затраты, но они незначительны по сравнению с общей стоимостью большой ПКО-системы.

При выборе капельных линий в ПКО-системы следует знать:

• встроенные клапана предотвращают всасывание грязи в капельную линию.
• механизм предотвращает дренаж системы при отключении давления.
• корневой барьер вторжения предотвращает попадание корней в капельницу.
• самоочищающееся действие сбрасывает крупные частицы, обеспечивая бесперебойную работу

Также необходимо определиться с параметрами капельной трубки, как:

• толщина стенки (влияет на срок службы сети капельной линии и рабочее давление)
• размер трубы и расстояние между капельницами
• тип капельницы (компенсация давления или без компенсации). Важно при перепадах высот поля и линях с большим расходом
• производительность капельницы (расход не должен превышать способность почвы поглощать воду — приводя к стоку)

При проектировании следует учитывать потери напора в трубопроводах и подбирать соответствующие комплектующие системы ПКО.

Полевые ограничения могут существенно повлиять на разработку успешной системы. Текстуру и химию почвы необходимо учитывать в процессе первоначального проектирования. Склоны и дренаж почвы будут играть важную роль в первоначальной компоновке системы. В зависимости от длины хода чрезмерные наклоны могут возникать при неприемлемых изменениях давления во всем поле. Изменение высоты 10м приблизительно равно 1 бар давления.

Расстояние между водовыходами и расходом напрямую зависит от способности почв принимать воду и перемещать ее через капилляры. Размещение трубки в почве способно защитить ленту от механических повреждений, смещения за счет ветра и неблагоприятных последствий расширения и сжатия из-за высокой температуры и холода. Типичные глубины размещения варьируются от 50 до 300мм. Глубина залегания будет определяться культурными практиками, укоренением растений и свойствами почвы. В мульчированных слоях подземное расположение трубки может быть нецелесообразно.

Решение о том, является ли инвестиция ПКО обоснованной, принадлежит фермеру-инвестору. Это требует глубокого понимания факторов и рекомендаций надежного и проверенного эксперта.

Источник