CC BY
4УДК 631.67
Шонтуков Т. З. аспирант 1-го года обучения Кабардино-Балкарский ГАУ, г. Нальчик, Россия Шантукова Д. А. к.т.н., доцент Кабардино-Балкарский ГАУ, г. Нальчик, Россия Shontukov T. Z.
1st year graduate student Kabardino-Balkarian SAU Nalchik, Russia Shantukova D. A.
candidate of engineering sciences associate professor
Kabardino-Balkarian SAU Nalchik, Russia МИКРОИРРИГАЦИЯ: ВИДЫ, ПРЕИМУЩЕСТВА И ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ MICROIRRIGATION: TYPES, ADVANTAGES AND ADDITIONAL
FEATURES
Аннотация: В данной статье рассматривается один из современных, популярных методов полива в сельскохозяйственном производстве -«микроирригация» или капельное орошение, его преимущества и недостатки, а также «фертигация» - метод внесения удобрений, его эффективность. Выделяется два основных вида капельного орошения: надпочвенное и внутрипочвенное.
Annotation: This article discusses one of the modern, popular methods of irrigation in agricultural production - "microirrigation" or drip irrigation, its advantages and disadvantages, as well as "fertigation " - method of fertilizing, its effectiveness. Two main types of drip irrigation are distinguished: subsoil and subsoil.
Ключевые слова: Микроирригация, капельное орошение, метод полива, фертигация.
Keywords: Microirrigation, drip irrigation, irrigation method, fertigation.
Капельное орошение, или «микроирригация», представляет собой метод полива (орошения) в сельскохозяйственном производстве. В промышленных масштабах этот метод впервые был применен в конце 60-х годов прошлого столетия. Практически сразу капельное орошение показало положительные результаты. Популярность использования данного метода орошения объясняется возможностью применения полной автоматизации
данного процесса, высокими экономическими показателями за счет снижения ручного труда, ресурсов и повышения количественных и качественных показателей урожайности.
Мировой пятидесятилетний опыт применения данного метода полива доказывает эффективность создания комплексов поливных систем капельного типа для орошения: овощных, технических, пропашных культур, питомников многолетних насаждений и т.д.
Универсальность метода капельного орошения выражена широкими техническими возможностями и высокими показателями рентабельности, особенно в тех местностях, где традиционные методы орошения использовать трудно и неэффективно:
• в условиях сложного рельефа (на склонах, с уклоном более 45°);
• в районах, где климат обусловлен частыми засухами и сильными ветрами;
• если местные водные источники имеют ограниченное количество поливной воды;
• в регионах, где почва имеет очень высокую или очень низкую гигроскопичность;
• в местах со склонными к засолению почвами.
При капельном орошении происходит увлажнение небольшой части почвенной поверхности. Отсутствует поверхностный сток и инфильтрация воды в глубинные слои почвы, поддерживается влажность почвы вокруг корня растения на протяжении всего вегетационного периода. Орошение почвы происходит дозировано, капельным путём, что обеспечивает сохранность оптимальных водно-физических свойств почвы.
Наивысшая степень эффективности метода капельного орошения проявляется при интенсивном выращивании декоративных и сельскохозяйственных культур, требующих строгого соблюдения режимов влажности и питания.
При использовании традиционных методов полива (дождевании и поверхностном орошении), периодичность поливов колеблется от 5 до 15 суток, а иногда и более. Избыточное увлажнение почвы чередуется с регулярным увяданием (в конце межполивного периода). При этом корни растений расходуют большое количество энергии на потребление влаги и питательных веществ. Такая потеря энергии считается непроизводительной и негативно отражается на развитии растений.
Метод капельного орошения имеет ряд существенных преимуществ перед традиционными методами полива, такими как: дождевание и поверхностное орошение. Полив производится практически непрерывно (дозировано). Частота и обильность полива регулируется в соответствии с потребностями растения. Растение легко получает влагу и питательные
вещества в необходимом объеме. Решается вопрос оптимального водно-физического режима корнеобитаемой зоны в период интенсивного развития растений, что положительно сказывается на качестве и количестве урожая. Эффективность применения метода капельного орошения по оценкам специалистов составляет:
• плодовые насаждения и виноградники - 20-40%;
• овощные культуры - 50-80% (созревание овощей происходит на 510 дней раньше).
Эти показатели напрямую зависят от местоположения участка, самой культуры и качества установки системы капельного полива.
Также капельное орошение имеет некоторые недостатки, а именно:
1). Возможность засорения проходов: узкие проходы в капельницах подвержены засорению твердыми частицами органических и химических веществ. Также засорение может происходить путем всасывания из почвы частиц и корней в саму капельницу.
2). Более высокая стоимость оборудования: в связи с большим количеством отводов и излучателей система капельного полива не является мобильной и имеет большую стоимость по сравнению с механическим способом орошения.
3). Уязвимость лент: тонкостенные ленты и крошечные капельницы могут быть повреждены грызунами, крысами, кротами. Подземные каналы также могут быть повреждены грызунами.
4). Незначительное влияние на микроклимат (для промышленных посадок): Орошение иногда используется для улучшения местных климатических условий - снижения температуры при ее высоких значениях или увеличения при заморозках. Сплинкеры и опрыскиватели создают мелкие капли и туман, которые испаряясь, охлаждают растения, а конденсируясь, выделяют тепло. С капельным поливом такого не происходит, поэтому применять этот вид орошения для предохранения культур от заморозков нельзя.
5). Ограниченный объем полива: частое применение воды в почве ограниченного объема может привести к развитию небольшой, но очень плотной корневой системы. Как следствие, урожай зависит от частого применения воды и у растений повышается чувствительность к водному стрессу во время очень жаркой погоды. Для больших деревьев с мелкой корневой системой становится опасен сильный ветер.
Системы капельного орошения являются стационарными, это позволяет автоматизировать процесс полива и питания растений, существенно снизить трудозатраты и расход воды. Капельное орошение
разделяется на два основных вида: надпочвенное орошение и внутрипочвенное орошение.
Надпочвенное капельное орошение
При использовании надпочвенного капельного орошения увлажняется определённый участок почвенного слоя, а именно — корнеобитаемая зона. Остальная часть почвы остается сухой, но это не значит, что снижение расхода и экономия воды происходит за счет ограничения растений во влаге. Напротив, в данном случае коэффициент полезного использования влаги достигает показателей 95% (традиционный метод поверхностного орошения и дождевания имеет показатель - 50 - 65%).
Надпочвенное капельное орошение позволяет осуществить подачу питательных веществ (удобрений) одновременно с поливной водой. Таким образом, оптимизируется не только питательный режим растений в соответствии с фазами роста и развития, но и происходит существенное снижение трудозатрат - до 50%.
К положительным особенностям применения метода капельного полива также можно отнести дозированное увлажнение почвы, не создающее препятствий в работе сельскохозяйственных машин, так как полностью отсутствует поверхностный сток воды.
Капельное орошение эффективно применять для полива участков, имеющих значительные перепады высот или расположенных на крутых склонах.
При капельном поливе область междурядий остаётся сухой. Это существенно замедляет рост сорняков.
Равномерное дозирование полива не влияет на уровень грунтовых вод и не способствует первичному или вторичному засолению почв, даже с учетом полива водой, содержащей водорастворимые соли.
Капельное орошение не способствует намоканию листьев и плодов растения (в особенности у овощных культур). Снижается заболеваемость растений, повышается качество урожая.
Данный вид полива не требует высокого давления воды в трубопроводе, в отличие от традиционного метода дождевания. В этом случае снижаются затраты на установку, обслуживание и эксплуатацию насосных агрегатов и станций, и соответственно снижается себестоимость продукции.
Внутрипочвенное капельное орошение
Системы капельного орошения могут располагаться как на поверхности почвы, так и в земле. При внутрипочвенном капельном орошении система трубопровода располагается непосредственно в земле. Популярность применения данного метода обусловлена стремительным внедрением инновационных технологий сберегающего земледелия (без вспашки). Даже не смотря на то, что монтаж внутрипочвенной оросительной системы требует больших затрат, чем монтаж надпочвенной капельной
оросительной системы, внутрипочвенные системы всё же являются более выгодными, так как имеют минимальные затраты на эксплуатацию.
Основными преимуществами внутрипочвенной укладки капельных оросительных трубопроводных систем являются следующие факторы:
• защита систем трубопровода от случайных повреждений;
• отсутствие необходимости ежегодного сезонного монтажа и демонтажа трубопровода;
• минимальный расход поливной воды (исключается испарение поливной воды, уменьшается прорастание сорняков);
Внутрипочвенное капельное орошение предоставляет возможность осуществления обработки почвы от сорняков и сбор урожая независимо от проведения полива, так как междурядья остаются постоянно сухими.
При помощи системы внутрипочвенного капельного орошения удерживается достаточная влажность почвы в наиболее оптимальном объеме, что обеспечивает достаточную аэрацию корневой системы на протяжении всего периода вегетации.
Улучшается развитие корневой системы, так как капельницы внутрипочвенного трубопровода располагаются непосредственно под ней.
Растворенные в воде удобрения вносятся в зону корневой системы вместе с орошением. Усваивание питательных веществ растениями происходит максимально интенсивно. Это особенно важно для районов с частыми засухами и ветрами.
Проектирование и монтаж систем внутрипочвенного капельного орошения должно осуществляться только квалифицированными специалистами, так как после окончания монтажа внесение изменений и корректировка системы требует дополнительных затрат.
Капельное орошение предоставляет возможность более качественного и экономного удобрения растений. Питательные вещества подаются также в корневую зону. Данный метод внесения удобрений называется -«фертигация». При проектировании и монтаже трубопроводов капельного полива предусматривается монтаж оборудования для «фертигации».
«Фертигация» при капельном поливе одинаково эффективна как для засушливых, так и для влажных зон. В данном случае реакция растений на внесение удобрений значительно ускоряется, питательные вещества усваиваются максимально.
При проведении капельного орошения могут быть использованы альтернативные источники воды: очищенные сточные воды, солоноватые грунтовые воды, дождевые воды. Применение комплексного подхода при решении задач орошения позволяет значительно снижать себестоимость единицы продукции и получать дополнительную прибыль.
Себестоимость и эффективность системы капельного полива из расчета одного гектара земельного участка зависит от вида монтажа систем трубопроводов (надпочвенный или внутрипочвенный) и профессионализма специалистов. При расчете систем трубопроводов учитываются многие факторы: рельеф местности, источники водоснабжения, расположение грунтовых вод и т. д.
Использование программного метода расчета позволяет не только ускорить процесс, но и минимизировать ошибки.
В зависимости от водного режима растение может развивать огромную вегетативную массу, но не продукцию для питания; может образовать продукцию высокого качества или очень низкокачественную и не пригодную для хранения. При избытке воды или её недостатке растение может погибнуть.
Путем регулирования водного режима (орошения при недостатке воды, осушение при её избытке) можно создать оптимальные условия для роста, развития растений и получения продукции необходимого количества, качества и назначения (для употребления в свежем виде, для кратковременного или длительно хранения, или для переработки).
Так, именно капельное орошение резко увеличивает урожайность, уменьшает время на полив, экономит воду и удобрения. Растения находятся в одинаковых благоприятных условиях, а сорняки угнетаются. Капельный полив позволяет значительно увеличить интервалы между обработками почвы (рыхление, прополка).
Использованные источники:
1. Кузнецов Е.В. Гидравлическое исследование капельниц для закрытого грунта/ Е.В. Кузнецов, А.Ш. Кештов Труды КубГАУ, №4(19). Краснодар., 2009. С. 219-223.
2. Шумаков Б.Б. Новые подходы к определению водопотребления и режимов орошения с.-х. культур/ Б.Б. Шумаков// Мелиорация и водное хозяйство. 1994.,№3.с.14-16
3. Григоров М.С. Оросительные мелиорации в засушливых зонах/ Григоров, М.С., П.И. Кузнецов// Вестник РАСХН, 2008.-№3. -с. 25-27.
4. Ванеян С.С., Меньших А.М. Режим орошения, способы и техники полива овощных и бахчевых культур в различных зонах РФ.- М.: Издательство ГНУ ВНИИ овощеводства, 2011. - 84 с.
5. Григоров, М.С. Управление режимом орошения при выращивании посадочного материала в аридной зоне (М.С. Григоров, А.В. Семеютина, С.М. Костюков// Труды Куб ГАУ,2009,№ 6 (21), Краснодар,-2009.с.149-152
