Експлуатація водогосподарсько – меліоративного комплексу

Новітні системи зрошення

Новітні системи зрошення

 

Донецька область розташована в посушливій степовій зоні, де виробництво сільськогосподарської продукції значною мірою залежить від вирішення проблеми штучного зрошення сільгоспугідь, особливо в роки з несприятливими погодними умовами.

  У зрошуваному землеробстві екологічно безпечні та ресурсозберігаючі технології реалізуються шляхом впровадження в практику нових способів та технічних засобів поливу.

  В рамках програми впровадження новітніх систем зрошення на підставі Ізраїльського та мирового досвіду пропонується застосування:

- Краплинного зрошення.

- Підґрунтового (підземного) крапельного зрошення.

- Поливу за допомогою сучасних дощувальних машин нового типу.

1.Краплинне зрошення

 


Крапельне зрошення - це порівняно новий метод поливу в сільгоспвиробництві. Спосіб крапельного зрошення застосовується в промислових масштабах з початку 60-х років. Позитивні результати, отримані за короткий час, сприяли швидкому поширенню крапельного зрошення в багатьох країнах світу.

Вивчення світового досвіду і результатів багаторічних експериментів з системами краплинного поливу нашій країні в різних кліматичних і ґрунтових умовах показує, що створення поливних систем такого типу ефективно і економічно вигідно при зрошенні різних багаторічних насаджень, овочевих, просапних і технічних культур, декоративних насаджень, розплідників і т.д.

 

1.1.Застосування крапельного зрошення

 

  Крапельне зрошення має майже універсальне застосування, зокрема, воно застосовується там, де інші способи поливу використовувати неможливо або неефективно:

- При складному рельєфі і великому ухилі ділянки (до 45 градусів і більше);

- В районах з тривалими засухами і постійними сильними вітрами;

- При місцевих вододжерелах з порівняно обмеженою кількістю води;

- На ґрунтах з малою потужністю і дуже низькою або високою гігроскопічністю;

- На ґрунтах схильних до засолення;

- При використанні для зрошення води з великим вмістом водорозчинних солей.

  Особливо ефективним є використання систем крапельного поливу при інтенсивних технологіях вирощування сільськогосподарських і декоративних культур, а також на садових ділянках, коли стан рослини в значній мірі залежать від точності підтримки вологісного режиму і режиму харчування.

 

1.2. Переваги систем крапельного зрошення

 

  Крапельне зрошення має ряд переваг перед дощуванням і поверхневим зрошенням.

  По-перше, воно дозволяє домогтися підвищення кількості та якості врожаю. Крапельне зрошення дозволяє підтримувати оптимальний водно-фізичний режим в зоні кореню (особливо в критичні фази їх розвитку), що створює умови для отримання високих врожаїв. Цей ефект більш яскраво виражений при посушливому кліматі, але і в більш вологих районах крапельне зрошення дозволяє істотно поліпшити якісні показники продукції. При використанні традиційних методів зрошення (поверхневі і дощування) часовий розрив між поливами зазвичай становить від декількох днів до двох тижнів і більше. При цьому вологість ґрунту змінюється від надлишкової відразу після поливу до, практично, вологості в'янення наприкінці міжполивного періоду (внутрішньо напруга вологи в ґрунті при цьому досягає 25 бар).

  Коріння рослин повинні долати цю напругу і витрачати величезну кількість енергії для того, щоб споживати в таких умовах воду і поживні речовини. Ці непродуктивні втрати енергії грають негативну роль в рості і розвитку рослин. При крапельному зрошенні частоту поливів можна регулювати в повній відповідності з водоспоживанням рослин, підтримуючи оптимальну вологість і даючи рослинам можливість легко отримувати вологу і необхідні в даний момент і в потрібній кількості поживні речовини. Таким чином, збережена енергія повністю спрямовується на ріст і розвиток рослин, а прибавка врожаю за рахунок застосування краплинного способу поливу і живлення рослин зазвичай досягає в плодових насадженнях і на виноградниках 20-40%, а на овочевих культурах - 50-80% (при цьому дозрівання овочів відбувається на 5-10 днів раніше).

  По-друге, системи крапельного зрошення є стаціонарними і дозволяють автоматизувати весь процес поливу і живлення рослин, що, в свою чергу призводить до значної економії трудовитрат.

  І третє - одна з найголовніших позитивних характеристик краплинного зрошення - можливість більш ефективного використання води. Зниження витрат води при використанні систем крапельного поливу складає від 20 до 80% у порівнянні з іншими методами зрошення. Величина цієї економії залежить від кліматичних умов, виду насаджень, типу ґрунтів, технічних характеристик самої системи поливу і зазвичай досягається за рахунок:

- Специфічного режиму поливу, при якому досягається відповідність між поливної нормою і величиною водоспоживання насаджень;

 

- Обмеження зрошуваної площі внаслідок «адресної» подачі води до коренів рослин;

- Зменшення величини випаровування з поверхні ґрунту вологи, оскільки частина зрошуваної площі залишається сухою;

- Відсутності поверхневого стоку води та її інфільтрації в глибокі шари ґрунту;

- Обмеження розвитку бур'янів, які є конкурентами культурних рослин у боротьбі за воду;

- Усунення розсіювання поливної води та її випаровування з листя рослин, спостережуваного при дощуванні.

 При крапельному зрошенні зволожується тільки невеликий відсоток ґрунтового шару, а саме – зони кореню . При цьому інша частина ґрунту залишається сухою, однак це не означає, що зниження витрат води відбувається за рахунок позбавлення рослин необхідної вологи. Навпаки, при цьому методі поливу коефіцієнт корисного використання вологи складає понад 95% на відміну від поверхневого зрошення, коли цей коефіцієнт становить близько 5%, і дощування, де він дорівнює приблизно 65%.

  При крапельному зрошенні не відбувається намокання вегетативної маси і плодів рослин, що має істотне значення (особливо у овочевих культур) для запобігання захворювань і отримання врожаю високої якості.

Ще однією перевагою цієї системи є те, що крапельне зрошення не вимагає підвищеної робочого тиску в трубопроводах (на відміну від дощування), що дозволяє знизити капітальні витрати на впровадження насосних агрегатів та експлуатаційні витрати при проведенні зрошення.

Монтаж трубопроводів системи краплинного зрошення

 

 Підґрунтове (підземне) крапельне зрошення.

 

  Крапельне зрошення - ідеальний варіант поливу рослин. Однак, не завжди зручно використовувати традиційну систему.

  З цих причин, скрутно використовувати системи поверхневого крапельного зрошення в садах і на виноградниках. Зважаючи переважного розростання кореневої системи в поверхневому шарі ґрунту, поверхневі корені значно знижують вітрову стійкість дерев і стійкість багаторічних насаджень до морозів через загрозу промерзання поверхневого шару ґрунту та загибелі коренів.

  При внутрішньо ґрунтовому зрошенні значно скорочуються трудовитрати. Систему крапельного зрошення не потрібно прибирати в кінці сезону і знову розкладати на поверхні на початку наступного зрошувального сезону.

 

2.1. Застосування підґрунтового крапельного зрошення

 

  Чому ж не використали крапельне зрошення в підземному варіанті раніше?

Для цього є ряд причин. Головна - швидке забивання корінням вихідного отвору і лабіринту крапельниці, після чого система перестає працювати, а також недоліки в конструкції самих крапельниць, що обмежували термін їх служби.

 

  ROOTGUARD - новий перспективний продукт для систем крапельного зрошення. ROOTGUARD - торгова марка, що належить Geoflow Inc. і виробляється на заводі Metzerplas за ліцензією.

Технологія ROOTGUARD оберігає крапельниці від проникнення коренів за допомогою тривалого керованого виділення в грунт препарату Treflan, що забезпечує надійну роботу системи крапельного зрошення протягом багатьох років.

Treflan® - локальний інгібітор росту коренів. У перший системах підземного зрошення він застосовувався у вигляді самостійного препарату, який додавали в поливну воду кілька разів за сезон, щоб загальмувати ріст коренів поблизу крапельниць. Ця технологія була першим кроком у використанні підземної системи крапельного зрошення. Treflan не токсичний і не вважається шкідливим для навколишнього середовища речовиною. Він поглинається частинками ґрунту і не проникає в ґрунтову воду.

  Крапельниці звичайного типу, розміщені в ґрунті, вимагають від 2-х до 4-х поливів в сезон з додаванням препарату Treflan. Тим не менше це не дає надійної гарантії від проникнення коренів у крапельниці і вимагає досить великих дозувань гербіциду.

 

Технологія ROOTGUARD стала революційним кроком у розвитку внутрипочвенного крапельного зрошення. З її появою, а так само з розробкою нових, сучасних конструкцій крапельниць, були подолані всі проблеми, пов'язані з впровадженням у широку практику цього виду крапельного зрошення.

 2.2. Переваги застосування підґрунтового крапельного зрошення

 

 • зрошенні в результаті випаровування, туманоутворення, поверхневого стоку і вивітрювання.

• Менша кількість води, необхідну для поливу, також здешевлює систему в цілому, за рахунок застосування насосів та іншого обладнання меншої потужності, а також трубопроводів меншого діаметру.

• Вода і поживні речовини доставляються безпосередньо до кореневої зоні забезпечуючи здоровий ріст рослин.

• Безпечна і ефективна доставка добрив до коріння рослин. Такий варіант подачі добрив має додаткові переваги: ​​добрива не потрапляють в поверхневі стоки, наприклад, під час дощів. При цьому знижується хімічне забруднення ґрунту.

• Підвищення аерації ґрунту - дрібні частинки ґрунту не вимиваються, поверхня залишається пухкої, зменшується ущільнення ґрунту, поліпшується ріст і розвиток кореневої системи.

• Збереження поверхні ґрунту сухий ускладнює проростання насіння бур'янів, отже, потрібно менше гербіцидів і поверхневих обробок ґрунту культиваторами.

• Висока ефективність. Менше випаровування води, немає перезволоження і замокання, немає вивітрювання і розтріскування ґрунту.

• Немає пошкоджень крапельних ліній людьми (захист від вандалізму і злодійства), тваринами і птахами.

• Система не заважає пересуванню і роботі сільськогосподарської техніки.

• Розташування системи зрошення в ґрунті зменшує шкідливий вплив сонячної радіації і погоди, що дозволяє експлуатувати систему без заміни протягом багатьох років.

• Можна використовувати вторинні і стічні (очищені каналізаційні) води, так як немає прямого контакту води з обслуговуючим персоналом і рослинами.

 Полив за допомогою сучасних дощувальних машин

 

  Як стверджують фахівці, зрошення методом дощування є кращим способом поливу різних сільськогосподарських культур, оскільки повністю імітує і замінює природні явища надходження вологи до кореневої системи рослин. Дощування - це спосіб поливу с / г культур, який полягає в розбризкуванні крапель води над поверхнею ґрунту, тобто створення штучного дощу.

 

3.1. Застосування сучасних дощувальних машин

 

  Дощувальні машини барабанного типу (шлангобарабанні машини, смугові зрошувачі) властиві господарствам невеликого і середнього розміру, які не мають розвиненої інфраструктури зрошуваного масиву - потужних капітальних насосних станцій, мережі розвідних трубопроводів. Для роботи такої машини досить трактора потужністю 80 к.с., дизельного насоса або насоса з приводом від ВВП трактора, 1 людини для обслуговування технологічного процесу і точки водозабору (відкрита водойма або трубопровід). Переміщаються між позиціями (від гідранта до гідранта) за допомогою трактора, він же розмотує шланг з барабана. Перевагою таких машин є мобільність, в зимовий період, машини зберігаються на базі, а також гнучкість при конфігуруванні ділянки зрошення. При цьому землі, на яких ведеться зрошення, можуть бути не у власності - за рахунок мобільності машин і устаткування.

  Також можливий варіант використання ДМ барабанного типу в достатньо великих господарствах (які часто віддають перевагу широкозахватних машин) як машин доповнення. Оскільки кругові машини не охоплюють кути полів, їх зрошення здійснюється ДМ барабанного типу. Таким чином, досягається практично 100% охоплення зрошенням. Крім того, на полях неправильної і складної конфігурації використання кругових машин не актуально через малу% охоплення, і за наявності інфраструктури та зручною логістики такі поля закривають ДМ барабанного типу.

 

3.2. Переваги застосування сучасних дощувальних машин

 

  Якщо порівнювати полив дощуванням з іншими способами зрошення, то можна виділити наступні його переваги:

 

  Дощування збільшує вологість не тільки ґрунту, але і приземного шару повітря, тим самим знижуючи їх температуру, що зменшує втрати вологи при випаровуванні з поверхні ґрунту.

При такому вигляді поливу вода очищає листя рослин від бруду та пилу, тим самим посилюючи дихання і поглинання вуглекислого газу, що підсилює розвиток рослин, накопичення органічної речовини і, як наслідок, призводить до зростання врожайності.

  Широка межа регулювання поливної норми: від мінімальної освіжу вальної до максимальної вологозарядкової і різноманітність видів поливу: вегетаційний, провокаційний, підкормовий, утеплювальний, зволожувальний та інші.

  Можливість внесення підгодівлі добривами, пестицидів та інших хімічних препаратів разом з поливною водою.

Може застосовуватися при зрошенні практично всіх видів с / г культур незалежно від фази вегетації: овочевих, технічних, просапних, зернових, кормових, декоративних, в садах і виноградниках, а також на зелених насадженнях та спортивних майданчиках.Сучасні дощувальні машини барабанного типу, безперервно удосконалюються відповідно з найостаннішими технологіями, синтезують в собі всі найкращі характеристики для зрошення методом дощування.

  Мобільність даних зрошувальних машин гарантує швидке і легке пересування і багатоцільове використання з найкращими результатами, одержуваними за рахунок економії робочої сили, води та енергії. Це дозволяє ефективно використовувати такі машини на різних навіть значно віддалених один від одного ділянках, а також на полях неправильної форми зі складним рельєфом.

  Іншим важливим чинником є ​​особлива міцність структури поливних машин, яка дозволяє експлуатувати їх понад 15 років при мінімальному технічному обслуговуванні.

  Низька вартість. Не існує інший, більш економічно вигідною системи поливу, ніж зрошення з використанням дощувальних установок, з розрахунку витрат на зрошувану площу за рік. Ця величина складається з вартості зрошувальної машини, розподілений на весь термін її служби, витрат на її експлуатацію, вартості робочої сили, необхідної для обслуговування системи. Докладний аналіз витрат на різні види зрошення в усьому світі показує, що найбільш вигідне використання дощувальних машин барабанного типу.

  Крім цього, при якісному та ефективному поливі, який гарантують дощувальні машини барабанного типу, можна отримати врожайність вище в 2-4 рази, залежно від виду культури. Це дозволяє окупити витрати на покупку, які практично повністю є одноразовими і не вимагають їх часткового повторення кожен сезон, цього обладнання в середньому за 1-2 роки.

 Низька вартість. Включають в себе вартість поливальної установки, насосного обладнання та труб, витрати робочої сили на монтаж, експлуатацію та охорону, вартість самої поливної води та енергії.

Аналіз витрат на різні види зрошення показує більш їх низьку вартість при використанні дощувальних машин, особливо барабанного типу, в порівнянні з краплинним, поверхневим (по борознах), аерозольним і підґрунтовим поливом.

 

  Основні витрати при використанні цього зрошувального обладнання становить вартість самого обладнання та необхідних комплектуючих і вартість енергії (електричної або пального) на подачу води. Витрати на періодичне технічне обслуговування мінімальні: вартість мастильних матеріалів та витратних матеріалів.

Економія енергії Зрошувальні машини нового покоління здатні працювати при низькому тиску води на вході в систему: 5-6 атм при поливі спринклерів і 2 атм при поливі консоллю. Сучасні спринклери з набором насадок різного діаметру забезпечують рівномірний полив і дозволяють добитися розпилення струменя води на досить дрібні краплі, які не викликають ущільнення ґрунту і не заподіюють шкоду зрошуваним культурам. Конструкція дощувальних машин передбачає використання частини тиску води, що відбирається за допомогою турбіни, на обертання барабана при змотуванні шланга. Таким чином, витрати енергії при зрошенні цим типом машин йдуть тільки на подачу необхідної для поливу об'єму води з достатнім тиском, поливальна машина працює без додаткової подачі будь-якого виду енергії.




Державне агентство водних ресурсів

Донецька обласна державна адміністрація

Донецька гідрогеолого-меліоративна експедиція

Слов'янський навчально-консультаційний центр НУВГП