24 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Чем отличается подпочвенное орошение от капельного

Система подземного полива огорода своими руками

Внутрипочвенное орошение сравнимо с капельным за исключением глубины пролегания труб. Раньше подземная система полива применялась исключительно на крупных сельскохозяйственных угодьях, теперь же подобный способ влагонасыщения растений повсеместно используется и на небольших приусадебных участках. Смонтировать внутрипочвенный полив своими руками несложно, а результат не заставит себя долго ждать.

Подпочвенный полив известен очень давно, но поскольку раньше для его осуществления использовались гончарные трубки, укладка которых в почву была довольно сложной и трудоемкой, то применялось такое орошение лишь в масштабных проектах. Только с появлением полиэтиленовых трубок малого диаметра стало возможным и доступным применение внутрипочвенного полива в частном порядке.

Чем отличается подпочвенное орошение от капельного

Подпочвенное орошение отличается от капельного тем, что вода подается непосредственно к корням растений по пористым трубкам с отверстиями, проложенным в почве на большой глубине. Безусловно, такой способ подачи воды в почву позволяет поддерживать благоприятный водный, воздушный, тепловой и питательный режим на грядках. Поскольку в этом случае верхний слой почвы не увлажняется и на нем не образуется корка, то и дополнительной обработки почвы не требуется.

Еще один плюс подземного полива своими руками — снижение потерь воды на испарение с поверхности почвы. На неувлажненном ее верхнем слое будет меньше сорных растений — для развития их семян будет недостаточно влаги, — а значит, пропалывать и мотыжить участок придется меньше.

При подземном поливе огорода можно использовать хозяйственно-бытовую воду и осветленные животноводческие стоки, поскольку в данном случае нет опасности загрязнения окружающей среды и выращиваемой продукции. Почвенные микроорганизмы дезинфицируют почву и уничтожают болезнетворные микроорганизмы, которые присутствуют в воде, поступающей в нее.

Увлажнители для внутрипочвенного полива

В качестве заглубляемых в грунт увлажнителей для систем внутрипочвенного полива обычно используются полиэтиленовые трубки диаметром 20-40 мм, в которых через каждые 20-40 см необходимо проделать отверстия — круглые диаметром 2—3 мм или щелевидные длиной 5—10 мм и шириной 1-2 мм.

Обычно такие увлажнители укладываются в почву на глубине 20-30 см и на расстоянии 40-90 см один от другого. Длина трубок зависит от орошаемой культуры, нормы полива, типа почвы, а также величины уклона поверхности горизонта. Например, на тяжелых суглинистых почвах расстояние между трубками должно быть больше, а на средних и легких (супесчаных) — меньше. Это связано с тем, что на тяжелых почвах вода распространяется от трубки-увлажнителя не только в глубину, но и в стороны, а на супесчаных — главным образом в глубину.

При значительных нормах полива нужно располагать увлажнители ближе один к другому, а при небольших — дальше. Например, для внутрипочвенного орошения земляничной плантации необходимо прокладывать увлажнители на расстоянии 40-60 см один от другого, а в междурядьях грушевого или яблоневого сада — 70-90 см.

Чтобы определить оптимальное расстояние между увлажнителями, нужно через 1-2 дня после полива сделать подкоп в 2-3 местах по длине увлажнителя и выяснить степень увлажнения почвы в глубину и в стороны.

Этот показатель поможет установить как нужное расстояние между увлажнителями и глубину их закладки, так и необходимую норму полива.

Подавать воду в трубы-увлажнители нужно под небольшим напором при расходе воды 0,1-0,3 л/с.

Чтобы отверстия увлажнителей не забивались мусором, частицами почвы или илом, нужно подавать воду в них через сетчатые, гравийные или песчаные фильтры.

Для сокращения потерь влаги на глубине (особенно на почвах с высокой фильтрацией), а также для обеспечения лучшего распространения ее в горизонтальном направлении необходимо при установке увлажнителей в грунте укладывать под них ленты из полиэтиленовой пленки шириной 10-20 см, которые и станут водонепроницаемым барьером.

Не рекомендуется увлажнять почву глубже того уровня, на котором находится основная часть корневой системы растения. Также недопустимо прокладывать увлажнители слишком близко к поверхности — в этом случае влага будет проступать наружу, и почва покроется твердой засохшей коркой.

При необходимости можно прокладывать увлажнители как вдоль одной стороны, так и по обе стороны ряда деревьев и ягодных кустарников. Последнее рекомендуется делать при посадке молодых растений, чтобы обеспечить им полноценную среду обитания и роста.

Простейшая система внутрипочвенного полива включает бочку с водой, установленную на подставке выше уровня грунта, чтобы создавалось давление для подачи воды. От бочки через установленный на ней кран для перекрывания воды прокладывается шланг или труба к накопительной емкости, которая должна быть установлена уже с заглублением в грунт и иметь дозатор воды для регулирования ее подачи к корням растений.

В грунт ближе к корням заглубляются пластиковые трубы-дозаторы с отверстиями для попадания воды в грунт. Эти трубы можно соединять с накопительной емкостью посредством шлангов или труб.

Дозатор для внутрипочвенного полива

В системе внутрипочвенного полива, так же как в случае с капельным или дождеванием, случается неравномерная подача воды в почву, и это может стать серьезной проблемой.

Причиной является низкая скорость потока воды, из-за чего влага обычно достигает лишь нескольких первых отверстий увлажнителей, не доходя до их конца.

При этом повышать давление нельзя, поскольку, помимо перерасхода воды, это грозит переизбытком влаги в почве, который также будет неравномерным.

Для нормализации работы системы необходимо встроить в нее дозатор, порциями подающий воду из источника к разводящим трубам.

В качестве дозатора можно использовать пластиковую бутылку. Для этого нужно проделать в крышке отверстие и вставить в него гибкую трубку диаметром 10-15 мм так, чтобы не было зазоров. Затем необходимо согнуть трубку, ввести ее в бутылку так, чтобы она внутри бутылки изгибом упиралась в крышку, и закрыть крышку.

После этого в дне бутылки следует проделать два небольших отверстия, одно из которых предназначено для выхода воздуха, а другое — для подачи жидкости, и подвесить бутылку вверх дном. В итоге получается своего рода сифон. Такие дозаторы уже неоднократно доказали свою работоспособность на практике, не вызывая никаких нареканий.

Можно также купить кран-дозатор промышленного изготовления и с его помощью регулировать и контролировать скорость подачи воды от источника и далее — по разводящим трубам.

Автоматизированный подземный полив огорода

Для исключения личного участия в орошении подпочвенный полив своими руками можно сделать автоматизированным. Для этого необходимо оснастить систему специальным насосом и таймером. Таймер в этом случае следует установить на определенное время, что обеспечит включение насоса на заданный отрезок времени, а затем и его отключение.

Система внутрипочвенного полива, как и любая другая автономная система орошения, нуждается в регулярном контроле. Необходимо периодически проверять, насколько правильно она работает, нормально ли осуществляется полив.

Приостановка потока при засоре труб, который образуется из-за малого давления, может быть причиной пересыхания почвы, что особенно опасно для растений в жаркую погоду. В этом случае засор необходимо устранить. А вот чтобы избежать засоров, в системе изначально требуется использовать специальные фильтры, которые нужно устанавливать внутри бочки там, где осуществляется соединение с основной магистралью. Периодически такой фильтр необходимо чистить.

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.
Читать еще:  Удобрения для сезонных подкормок

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.

Орошение и полив: выбор системы и установка

В районах с недостаточным естественным увлажнением почвы сельскохозяйственные культуры требуют дополнительного полива. Это не только повышает урожайность, но и позволяет вводить в оборот земли в засушливых районах. Фермер, использующий новые технологии полива не зависит от погоды, для него не существует «сухого лета».

Каждый способ имеет свои как объективные «плюсы» и «минусы», так и применительно к местным условиям оросительной инфраструктуры, почве, водообеспеченности и традиционным для той или иной местности сельскохозяйственным культурам.

Типы полива

  1. спринклерный полив (дождевание);
  2. капельный;
  3. поверхностный;
  4. подпочвенный.

Спринклерный полив

Классика жанра. Представляет собой распределение воды по периметру действия. Спринклерное орошение больше всех приближено к естественному. Встречаются различные варианты, от простых в виде единственно источника с зоной действия в нескольких десятков метров до дождевальных установок, как на фото внизу.

Варианты исполнения

  • Передвижные
    Самоходные спринклерные системы орошения используются для небольших площадей или как временное решение. Главный плюс — мобильность и отсутствие капитальных затрат. Состав элементов может быть разным, минимально — источник воды, насос и система распределения. Наиболее популярные дождеватели — «Волжанка» и «Фрегат»
  • Полустационарные
    Одна из таких установок изображена на фото внизу. Полустационарные спринклерные комплексы отличаются неизменяемым положением магистрали подачи воды и насоса. Подвижная часть — установки дождевания перемещаются по площади. При этом существует два варианта работы: непрерывный тип (медленное движение вперед оросителя), и секционный, когда обрабатывается один участок, после чего комплект переносится дальше и работа возобновляется.
  • Стационарные
    Здесь все компоненты установлены капитально. Трубопровод подачи монтируется в земле, на поверхности остаются только краны распределения влаги.

Экономически наиболее эффективная для большинства задач передвижная дождевальная система.

Плюсы:

  • В большинстве случаев — мобильность;
  • Наиболее качественное корневой системы;
  • Возможность комплексной обработки растений;
  • Дополнительное увлажнение;
  • Высокая начальная стоимость;
  • Защищает культуры от заморозков , высоких температур.

Минусы:

  • Большой расход воды;
  • Зависимость системы от ветра;
  • Возможны ограничения по применению на неровных ландшафтах;
  • Ряд ограничений (не подходит для высоких культур и тяжелых глинистых почв).

Капельный полив

Капельное орошение – один из новых методов для России, однако самое перспективное. Вода подается через специальные капельницы, встроенные в трубу под каждый корень. Такая система состоит из насоса, магистральной трубы, вторичных труб (если недостаточно магистральной), боковых труб, водовыпусков (или по-другому, капельниц).

Компоненты системы (на схеме показана возможная комплектация ). Кликните на фото для увеличения.

Простейшим переносным примером такой системы является набор с забавным названием «Аква-Дуся», продающаяся для дачников.

Плюсы:

  • Очень малый расход воды, экономия на ресурсах;
  • Равномерность распределения воды;
  • Отсутствие испарения воды;
  • Широкие возможности по автоматизации процесса;
  • За счет точечной работы — практически полное отсутствие сорняков;
  • Возможность локального внесения удобрений точно к корневой системе;
  • Нет ограничений по рельефу местности;
  • Нет проблемы размывания почвы из-за стока воды
  • Подходит для культур, растущих на расстоянии друг от друга (фруктовых деревьев).

Минусы:

  • За счет локального полива — у выращиваемых культур почти не развиваются периферийные корни;
  • Для земельных участков под севооборотом необходимо планирование схемы посадки сменных культур под прежние параметры установки капельниц.

Подробнее о плюсах и минусах капельного орошения читайте в нашей статье.

Поверхностный

В свою очередь этот способ подразделяется на 3 вида.

  1. Полив по полосам
    Подходит для почв со средней скоростью фильтрации. Применяется для всех близкорастущих культур. Например: пшеница, ячмень, кормовые, бобовые. Не подходит для риса. Его процесс представляет собой разделение участка на длинные параллельные полосы шириной 3-15 м. с помощью земляных гребней. Удобно применять там, где есть возможность отвести большой поток воды на цели орошения самотеком.
  2. Орошение по бороздам
    Применимо практически для всех рядковых культур. Борозды формируются между рядками. Вода подается малым потоком, просачивается в землю и распространяется на ряды по обе стороны от борозды за счет капиллярного проникновения. Данный метод пригоден к использованию на всех видах почвы, кроме песчаной, за счет ее высокой фильтрации.
  3. Полив затоплением или по чекам
    Используется на полях с ровной поверхностью. Участки разделяются по контуру земляными валиками или гребнями, и заполняются водой (на 5-30 см.). Размер каждого участка (чека) может варьироваться от 5 соток до 50ГА, в зависимости от топографии, типа почвы, культуры, водообеспеченности. Полив по чекам требует больших трудозатрат . Необходимо точное определение уклона поверхности. Этот метод наиболее популярен для орошения рисовых культур, применяется и при выращивании кукурузы. и не подходит культурам, чувствительным к чрезмерному увлажнению стебля.
Читать еще:  Укоренение черенков в самодельной автоматической тепличке

Подпочвенное орошение

Представляет собой устройство системы полива по пористым шлангам или трубам, проложенным под поверхностью почвы. В некоторых случая вместо укладки труб создаются подпочвенные траншеи. По ним вода распространяется так же, как по трубам.

Подземные траншеи заполняются имеющимися под рукой материалами, обладающими фильтрующими способностями. Например, крупным шлаком, ракушечником. На входе устраивают шлюзы, которые закрывают и открывают по мере необходимости.

Развитие получил также капельный подпочвенный метод орошения.

Чтобы правильно определиться с выбором поливной системы следует детально рассмотреть каждую из них, предварительно определив тип почвы, сельскохозяйственные культуры, бюджет, топографию, водообеспеченность.

Подземное орошение и его преимущество

Тимоти Кулонг (Timothy Cootong), Ph. D (кандидат сельскохозяйственных наук), доцент,

Департамент садоводства Университета Кентукки, США

Сравнение агротехнологических и экономических преимуществ внутрипочвенной и поверхностной системы капельного орошения.

Капельное орошене (КО) — прекрасный способ не только сэкономить воду, удобрения и СЗР, но и подавить рост сорняков. Капельное орошение распространено на 7% обрабатываемых земель в США и применяется преимущественно на высокорентабельных культурах,таких как ягоды или овощи. Посредством КО легко управлять системой питания растений, при этом вода и питание не поставляются в междурядья, что ограничивает рост сорняков. Если совместно с капельным поливом применяется пленка и предпосадочная фумигация почвы, проблему сорняков непосредственно в прикорневой зоне растений можно считать решенной. Сорняки в междурядьях легко контролируются прямым опрыскиванием послевсходовыми гербицидами. В засушливых регионах при комбинировании пленки и капельного орошения можно обойтись без гербицидов вообще.

Приоритеты СЗР

Капельное орошение — идеальный способ для инсектицидных и фунгицидных обработок. Препараты этих типов быстро достигают нужного места — прикорневой зоны растений. Однако применение гербицидов может не оказать должного действия из-за небольшого количества влаги, используемой при КО. Кроме того, поскольку КО разработано для частых поливов небольшими дозами, почва около растений бывает увлажнена довольно часто, что сводит на нет эффективность от внесения довсходовых гербицидов. Фишер (Fisher) и др. отмечают, что применение микроспринклеров существенно улучшает химический контроль сорняков по сравнению с КО, особенно на виноградниках и в фруктовых садах.

Но иногда гербициды целесообразно применять при КО: эффективность этого метода тем выше, чем точнее расположение капельниц по отношению к тем или иным органам растений. Один из самых точных методов подачи воды при КО — это вну-трипочвенное КО, когда вода поставляется непосредственно в корневую зону растений.

Внутрипочвенное орошение

Этот вид КО применяется в разных формах уже более ста лет. В современном исполнении элементы системы вну-трипочвенного КО (ВКО) принципиально ничем не отличаются от наземной системы. Однако толщина стенок ленты увеличилась с 0,8-1 до 1,5 мм, а внутренние ходы эмиттеров представляют собой лабиринт, препятствующий проникновению в него корней растений. Недостаток ВКО состоит в том, что испорченный в ходе эксплуатации эмиттер остается таким на протяжении длительного времени. Продолжительность пребывания трубки в почве может быть разной. Так, например, в районе Больших равнин есть поля, где система ВКО находится в земле по 10-20 лет и функционирует при этом без существенных повреждений.

Глубина укладки трубок зависит от вида культур, для овощей это 15-25 см, для зерновых культур — до 50 см. Глубокое залегание препятствует случайному повреждению трубок во время обработки почвы и уменьшает негативное воздействие на них грызунов.

Засоренность посевов тыквы в зависимости от применного вида системы капельного орошения. В обоих случаях применен довсходовый гербицид на основе д.в. галосульфурон-метил

Паритет систем

Масштабные исследования, направленные на сравнение двух главнейших экономических характеристик разных капельных систем орошения — урожайности и расхода воды, проведены на более чем 40 культурах и не показали преимущества ни поверхностной (ПКО), ни внутри-почвенной (ВКО) системы орошения. Наверняка удалось выяснить лишь то, что на движение воды вверх, к корням, существенно влияют свойства почвы. На урожайность и расход воды влияет также расписание поливов. Чтобы установить четкие зависимости такого влияния, необходимы дальнейшие исследования.

В 2012 г. Центр садоводства Университета Кентукки провел исследования по выращиванию тыквы сорта Тейбл Квин на двух режимах орошения — ПКО и ВКО с заглублением трубки в почву на 15 см. Тип почвы — илистый суглинок, при опытах выдерживалось умеренное увлажнение. Контроль орошения проводился автоматически, на основе данных, полученных из тензиометров, размещенных на глубине 15 см, на расстоянии 20 см от растений и в 15 см от трубки.

В таких условиях система ПКО потребила примерно на 19% меньше воды, чем ВКО (табл. 1). Интересно, что в обоих случаях число поливов и их средняя продолжительность существенно варьировались при начальном всасывающем давлении почвы на уровне -40 кПа, но были приблизительно одинаковы при давлении -60 кПа. Похожие результаты были получены при исследовании видов капельного полива на томатах и перце. Поливы при ВКО на показателях от -40 до -10 кПа проводились сравнительно нечасто и в течение более продолжительного времени. При варианте поливов с параметрами от -60 до -10 кПа система ПКО потребляла меньше воды.

Стимуляция корневой системы

Один из основных недостатков ВКО заключается в том, что система не смачивает поверхность почвы, а это не совсем хорошо для культур, высеянных в землю прямым способом. Для доувлажнения верхнего слоя почвы дополнительно применяют микроспринклеры.

В то же время система ВКО стимулирует корни растений, заставляя их прорастать глубже в поисках воды. Так, Фен (Phene) отмечает более развитую и плотную корневую систему сахарной кукурузы на глубине 30 см (трубка размещена на глубине 45 см) и ниже, если сравнивать с корнями растений на ПКО. У болгарского перца, который имеет поверхностную корневую систему, применение ВКО при размещении трубки на глубине 20 см привело к улучшенному развитию корней на глубине 10 см и ниже. Очевидно, что хорошо развитая корневая система повышает засухоустойчивость растения на тот случай, если произойдут внештатные ситуации с поливами.

В засушливых климатических условиях применение ВКО ведет к уменьшению роста сорняков на протяжении вегетационного сезона. Это устойчиво наблюдается при выращивании самых разных культур, включая хлопок, кукурузу, томаты и фисташки. Например, при выращивании фисташек в Иране при ВКО сорной растительности было вчетверо меньше, чем при применении ПКО. Преимущество от ВКО в контексте контроля сорняков уменьшается пропорционально количеству сезонных осадков.

Когда поливать и как долго

Эффективное управление капельным орошением (такое, которое позволяет достичь одинакового результата при меньших затратах ресурсов) подразумевает получение ответов на вопросы, когда нужно поливать и как долго. Важное замечание: корректно установленная и обслуживаемая система КО намного эффективнее по сравнению с любой системой спринклерного орошения. Такой вывод делает Дасберг (Dasberg) в своем труде «Капельное орошение» (1999 г.).

Но даже на капельном орошении растения потребляют много воды, в среднем расход составляет более 20 тысяч галлонов на акр (190 куб. м / га. — Ред.) в условиях вегетационного сезона в центральном регионе штата Кентукки. Плохо управляемая система КО снижает урожайность и затрачивает воды больше, чем реально нужно. Следует помнить, что уже через 5 часов после начала орошения влага от эмиттера проникает на глубину до 45 см — эффективной глубины корневой зоны многих овощных культур. Задержка с отключением полива в нужный момент означает потерю ключевых преимуществ КО — экономии ресурсов и сдерживания роста сорняков.

Хорошо настроенная система КО — это та, которая включается и отключается в точно определенное время. Время и продолжительность поливов обычно определяются по погоде или по влажности почвы.

Когда эвапотранспирация не работает

Один из способов определить потребность во влаге, опираясь на погодные показатели, — отслеживать показатель эвапотранспирации (Еt),то есть суммарного количества влаги, испаренной растениями и почвой. Зная количество выпавших осадков, легко определить количество доступной для растений влаги в почве. Метод отслеживания Еt включает в себя определение нескольких показателей, как-то: температура воздуха, показатель солнечной радиации, относительная влажность, направление и сила ветра, коэффициент водо-потребления конкретного вида растений в конкретную фазу его развития. Применение этого метода очень эффективно на больших площадях и на культурах, которые равномерно укрывают землю (это, например, люцерна).

В то же время нельзя положиться полностью только лишь на коэффициент Еt. Так, например, выращивание растений под пленкой или изменение величины междурядий могут вносить существенные изменения в теоретически рассчитанную величину Еt. Более того, испарение влаги разными сортами одних и тех же видов овощей в некоторые периоды вегетации могут различаться весьма значительно. И наконец, во многих регионах США (как и в Украине — Ред.) фермеры не имеют доступа к достоверным локальным погодным данным. А ведь программы контроля орошения могут составить эффективное расписание, лишь опираясь на точные погодные данные.

Можно определить потребность растений во влаге по органолептической оценке состояния почвы. Самый простой способ — это ощупать пробу почвы. Несмотря на кажущуюся примитивность метода, опытные аграрии по таким данным строят весьма эффективные расписания поливов. Более точный метод определения влажности почвы — это с помощью тензиометра или любого другого датчика влажности почвы. Датчик постоянно отслеживает влажность почвы и реагирует на пороговые ее величины.

Но измерение влажности почвы еще не приводит к точным поливам. В программу, активирующую полив, должны быть заложены пороговые величины между насыщенностью и нехваткой влаги, зависящие от типа почвы и выращиваемой культуры.

Таким образом, наиболее точное представление о необходимости начала или окончания полива дает смешанная модель, определяющая потребность растений во влаге. И исследования применения системы КО, ведущиеся на протяжении уже 40 лет, это подтверждают.

При хорошем контроле орошения появляется возможность частого автоматического включения / выключения поливов небольшими порциями воды. При таком подходе влажность почвы поддерживается практически на одном уровне. На некоторых почвах частый полив небольшими дозами влаги позволяет уменьшить затраты воды при сохранении урожайности. Он оказывается гораздо эффективнее, чем нечастые поливы, но с большими водозатратами.

Читать еще:  Суть применения гербицидов после появления всходов подсолнечника

Де Паскаль (De Pascale) сообщает, что простые системы контроля полива проигрывают по эффективности более сложным: при применении датчиков контроля почвы на 40-50% и при применении значений Et на 60-70%. Таким образом, относительную эффективность КО можно повысить суммарно на 100-130% по сравнению с фиксированным графиком поливов.

Заключение

Главнейшее достоинство капельного орошения — это экономия воды и других применяемых с ней ресурсов. Такой вид орошения заслуживает всяческого внимания в контексте контроля сорняков. Технологии уменьшения влажности почвы в разумных пределах при спринклерном орошении приводят лишь к сдерживанию развития сорняков. Рост же сорняков при подаче воды точно в корневую зону растений подавляется естественным образом, особенно в случае применения системы вну-трипочвенного орошения (ВПО), хотя установка таковой и обойдется дороже, чем поверхностная система. Вопреки мнению о нецелесообразности монтирования ВПО на овощах, на Среднем Западе США эта система находит широкое применение и при выращивании зерновых, особенно кукурузы. Развитие технологии ВПО позволило организовать правильное расписание поливов. Комбинация данных о суммарном испарении влаги и о влажности почвенного слоя более чем в два раза повышает эффективность от системы КО по сравнению с организацией поливов просто по плану.

Агротехника Украины — журнал про технологии техники для сельского хозяйства

Сільське господарство як базис агропромислового комплексу кожної держави, розвивається з наданням максимуму уваги з боку уряду і приватних осіб. На сторінках нашого спеціалізованого журналу, представлена перевірена редакторами та корисна інформація для фермерів і інженерів, агрономів і керівників агропромислових комплексів, описується агротехніка й особливості застосування сільгосптехніки.

Для передплатників і відвідувачів: корисні дані на сторінках онлайн-журналу

Орієнтуючись на використання передових та інноваційних технологій і підвищення зручності пошуку інформації в інтернет-просторі, наш журнал створений для досвідчених і початківців фахівців

  • на сторінках онлайн-журналу публікується перевірена інформація про сільськогосподарських машинах і агротехніку, оновлення на ринку і новини від виробників;
  • інтернет-ресурс відкриває доступ до корисних і ретельно обробленим, відібраним даних, які необхідні для підвищення ефективності ведення сільського господарства;
  • тематичне розмаїття публікованих матеріалів і адаптований інтерфейс ресурсу допомагає швидко і в доступному форматі отримати доступ до необхідної інформації.

Опубліковані матеріали доповнюються фотографіями та містять перевірені, достовірні дані й зберігаються в архіві.

Користувачі та відвідувачі, рекламодавці й працюють в агропромисловому комплексі можуть оформити безкоштовну передплату і співпрацювати з нашим журналом. Ми працюємо для людей, зацікавлених в розвитку АПК, які прагнуть до підвищення ефективності й прибутковості власного бізнесу!

Подпочвенное капельное орошение

«Сандэнс фармз» в аризонской долине Каса Гранде представляет собой образец эффективности в орошаемом земледелии. Как показывает Говард Вюрц, на 830 гектарах, где выращиваются хлопок, пшеница, ячмень, сорго, кукуруза, арбузы без косточек, мускусная дыня, эффективность сельскохозяйственных ресурсов является результатом целого комплекса мероприятий.

Для некоторых ресурсов и видов человеческой деятельности характерная на сегодня производительность делает «фактор четыре» труднодостижимым. В орошаемом земледелии, где отдельные хозяйства используют воду очень неэффективно, многие более крупные промышленные фермы достигают эффективности водопользования на уровне 40—60%. Это означает, что из всей воды, подаваемой на поля, 40—60% сначала забирается культурами для удовлетворения своих потребностей, а затем испаряется каждым растением. Остальная часть теряется из-за поверхностного стока, просачивания воды в глубь почвы или уносится ветром при разбрызгивании дождевальной установкой. Повышение эффективности водопользования до 100%, так, чтобы каждая подаваемая на поле капля воды в конечном итоге испарялась самим растением, увеличило бы экономию ресурсов лишь в 1,7—2,5 раза.

Когда Говард Вюрц в 1980 г. начал переходить с полива по бороздам и по поверхности на подпочвенное капельное орошение, он повысил эффективность использования воды на поле примерно с 60% до 95% и более, т. е. в 1,6 раза. Линии капельного орошения, закопанные на глубину 20—25 см, испускают небольшие количества воды прямо в зоне корней растения. Поверхность почвы обычно остается сухой, что уменьшает поверхностное испарение, а корневая зона никогда не смачивается до насыщения, что сокращает объем стока и просачивание в глубину. Несколько процентов теряемой воды приходятся в основном на то, чтобы время от времени промывать линии капельного орошения.

Экономия воды важна для засушливой Аризоны, но, быть может, еще важнее были другие выгоды. Сначала Вюрц установил, что может сократить операции по обработке почвы, заменив вспашку, обработку бороной, разравнивание земли (отдельные этапы подготовки ложа для посадки семян и эффективного поверхностного полива) просто неглубокой обработкой поверхности. Исследования, проведенные Ари-зонским университетом на его ферме, показали, что он сократил потребление энергии на обработку почвы на 50%. Упрощенная обработка обеспечивала также ускоренный севооборот полей после сбора урожая, позволяя в отдельные годы снимать по два урожая. Далее, поскольку линии капельного орошения сократили потери воды, с полей меньше вымывалось гербицидов и удобрений. Использование гербицидов сократилось на 50%, а расход азотных удобрений уменьшился на 25—50%. Кроме того, меньше воды нужно было качать турбинами из глубоких скважин, что сократило расход энергии на 50%.

Наконец, урожайность возросла на 15—50%. Этому, вероятно, способствовал ряд факторов: более равномерная подача воды, большая эффективность системных инсектицидов, подаваемых теперь через линии капельного орошения непосредственно к корням растений, лучшее решение проблемы борьбы с понижающими урожайность солями, которые часто накапливаются на полях при поверхностном орошении. Более высокие урожаи при меньшем потреблении воды означали сокращение расхода воды в 1,8—2,4 раза в жаркой пустыне, где затраты на орошение сводили на нет даже самые очевидные возможности экономии.

«Сандэнс фармз» — не какой-нибудь пижонский участок, на котором выращиваются овощи. Это серьезное промышленное производство. Установка линий капельного орошения, закопанных на глубину, недоступную для сельскохозяйственной техники, обошлась дорого, но совокупное сокращение затрат и повышение производительности сделали капиталовложения весьма эффективными. В будущем, следуя примеру таких фермеров, как Говард Вюрц, бережливые хозяева крупных сельскохозяйственных предприятий будут все больше стремиться к достижению тех многочисленных выгод, которые обеспечиваются передовыми сельскохозяйственными технологиями и методами управления.

А тем, кто заинтересован в «факторе четыре» или в еще большем повышении эффективности, скажем, что необходимо либо перейти на культуры, потребляющие меньше воды (хлопок едва ли предназначен для выращивания в пустынях), либо использовать сами культуры более эффективно.

Как вы думаете, кто изобрел способ подачи драгоценной воды растущим в пустыне культурам по капле, непосредственно к корням и со скоростью, которая им необходима? Конечно же, анасази — индейцы, жившие когда-то на американском юго-западе. Они закапывали неглазурованный глиняный горшок по горлышко в землю, заполняли его водой, закрывали крышкой и сажали вокруг него кукурузу и бобы. Питаясь медленно просачивающейся через глиняный горшок влагой, растения начинали расти вокруг горшка, их корни проникали во влажную глину, а листья затеняли крышку от солнца. Каждую неделю добавлялся другой такой же горшок.

Сегодня у нас есть высокотехнологичные полимерные эмиттеры и трубы вместо глиняных сосудов и компьютерное управление для поддержания водоснабжения, но принцип современной капельной системы удивительно похож на древние методы.

Капельницы с эффектом анти-сифон для подпочвенного орошения

Однако опасения засорения капельницы остается основным фактором, почему подпочвенное орошение не становится популярным.

Засорение капельницы из-за проникновения корней и всасывания частичек земли являются основными опасениями подпочвенного орошения.

Новый тип капельницы, которая обладает комбинацией анти-сиффонного механизма, который предотвращает попадание частичек в капельницу, и механизма, мешающий проникновению корней и разработанный специально для подпочвенного орошения.

Преимущества подпочвенного орошения:

Преимущества подпочвенного орошения могут быть разделены на 4 группы:

· Эффективность распределения воды и удобрений.

· Контроль распространения сорняков и вредителей.

· Легкость обработки почвы и сбора урожая и долговечность.

· Использование в орошении краевых вод, таких как сточных и соленых.

Эффективность распределения воды и удобрений:

Подпочвенное орошение подает воду и удобрения в корневую зону растений, и при правильном расчете графика полива, поверхностный слой почвы остается сухим. (Фото 1). Испарение воды из почвы снижается, тем самым предоставляя растению большее количество воды более низкого соленого уровня. Удобрения также подаются непосредственно в корневую зону, без необходимости проникать через поверхностный слой почвы, как в случае других методов орошения.

Фото 1 . Укладка капельных линий подземного орошения в миндальном саду

Контроль распространения сорняков и вредителей:

Сухой поверхностный слой почвы снижает распространение сорняков и позволяет осуществлять их контроль пропашным методом и применяя гербициды. Более сухой микроклимат вокруг растения также снижает риск возникновения грибков и вредителей, и потребность в применении пестицидов.
Легкость обработки почвы и сбора урожая и долговечность: Подпочвенное орошение, как правило, облегчает обработку почвы и сбор урожая, особенно для культур, собираемых с земли, таких как орехи, миндаль и оливки (Фото 2), т.к. вся площадь сада свободна от капельных трубок, которые потенциально могут попасть в механизмы передвижной техники, как при других методах орошения.

Фото 2. Система подземного орошения сохраняет сухую поверхность почвы,
как барьер от сорняков и сточных вод

Использование в орошении краевых вод, таких как сточных и соленых:

Подпочвенное орошение делает возможным использование краевых вод, таких как сточные и соленые, т.е воды более низкого качества, чем при традиционном орошении. При подпочвенном поливе, поверхность земли остается сухой, что предотвращает испарение влаги, и предотвращает концентрацию и увеличения солености поливной воды в корневой зоне.

Уменьшение испарений влаги из почвы также позволяет выращивать культуры, чувствительные к концентрации соли, такие как картофель и другие, с использование соленых вод, что стало бы невозможно при любом другом методе орошения. Сухая почва при подпочвенном орошении становится барьером между загрязняющим веществом сточных вод, атмосферой и культурой, и предотвращает образование аэрозоля, загрязнений растения и неприятных запахов.

Контроль засорения капельниц при подпочвенном орошении.

Основное опасение в подпочвенном орошении и причиной, по которой он не становится популярным методом орошения, это угроза засорения капельницы. Она возникает по причине двух основных факторов: первый, риск проникновения корней и частичек земли через входное отверстие капельницы, имеющих влияние на химическое, физическое и биологическое засорение капельниц при орошении на поверхности земли. Второй, невидимый для фермера процесс и результат полива под почвой.

Однако современные капельницы дают надежное решение проблемы засорения при соблюдении надлежащего протокола обслуживания. Такие капельницы являются новым типом компенсированной капельницы.

Анти-сиффонный механизм капельницы, который предотвращает всасывание инородных частиц через вход капельницы. Мембранный уплотнитель капельницы предотвращает обратный поток воды в вакуумных условиях, который может развиваться в капельных трубках между циклами орошения.

Защита пропитана гербицидами и предотвращает проникновение корней в капельницу на протяжении более, чем десяти лет. Регулярная промывка капельных линий и правильная фильтрация для достижения хорошего качества воды в сочетании с постоянным измерением скорости потока воды, сохраняет капельницу чистой и обеспечивает ее обслуживание и ремонт еще до того, как началось засорение.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector