Способы орошения режим орошения

Ландшафтная архитектура и зеленое строительство | Totalarch

Вы здесь

Режим орошения насаждений

Система орошения зеленых насаждений. Общие сведения

Системы орошения подразделяются на следующие виды: увлажнительная, обводнительная и удобрительная. Кроме того, орошение объекта можно подразделить на регулярное и разовое. При использовании регулярного орошения территории воду к насаждениям подают в зависимости от потребности растений, метеорологических и почвенных условий на объекте, а также от организационно-хозяйственных возможностей. Регулярное орошение насаждений улучшает водный, воздушный, тепловой и питательный режимы почвы.

При проектировании и строительстве систем орошения на объектах ландшафтной архитектуры необходимо учитывать следующие факторы: рельеф объекта, мощность почвы, ее плодородие, влагоемкость, водопроницаемость, водостойкость, степень и виды засоленности, естественное увлажнение, скорость и направление ветра, продолжительность выпадения осадков и дефицит воды в почве и воздухе, интенсивность испаряемости, дренированность территории, глубина залегания и минерализация грунтовых вод, источник орошения и его водный режим, водообеспеченность объекта, растительность.

При оценке метеорологических факторов пользуются вероятностными методами, определяющими как возможные колебания температуры в разные годы, так и внутригодовое распределение температур. Большое значение имеет качество оросительной воды, которое определяется ее минерализацией, количеством взвешенных наносов, температурой и т.д. В оросительной воде допускается содержание растворимых солей до 0,1 %, или 1 г/л. Допустимое содержание солей зависит также от их химического состава и водно-физических свойств почвы. Так, на легких почвах допустимое содержание солей выше, чем на тяжелых.

При повышении содержания солей натрия оросительная вода может вызвать солонцеватость тяжелых почв, если в поглощающем комплексе недостаточно солей кальция. Некоторое повышение содержания солей в почве допускается в случаях обильных атмосферных осадков и промывки почв (промывной режим), небольших оросительных и поливных нормах, а также при высоком уровне агротехники.

Большое значение имеет оборудование, с помощью которого осуществляется орошение. Так, крупные наносы (частицы более 0,1 мм) в оросительной воде нежелательны, так как они негативно влияют на дождевальное оборудование. Мелкие глинистые наносы (частицы менее 0,005 мм) имеют большую питательную ценность, но ухудшают физические свойства почв (особенно тяжелых). Они полезны лишь на легких песчаных и супесчаных почвах. Предельное их содержание в воде зависит от размеров отверстий оборудования и системы фильтров.

Температура оросительной воды оказывает сильное влияние на развитие растений. Холодная вода (подземная, ледниковая и т.д.) должна быть предварительно прогрета в мелких открытых бассейнах. При температуре воды более 20 °С увеличивается мощность корневой системы и усиливается развитие растений, эффект орошения увеличивается на 15. 20%.

Режим орошения насаждений

Режимом орошения называется совокупность норм и сроков полива насаждений. Различают проектный режим орошения насаждений, который разрабатывают на стадии проектирования для проведения водохозяйственных расчетов, и эксплуатационный режим орошения насаждений, который служит для планирования сезонного и оперативного водопользования. Эксплуатационный режим орошения насаждений должен учитывать изменения почвенно-мелиоративных, погодных и организационно-хозяйственных условий.

Для определения оптимальных режимов орошения насаждений наиболее надежным (но и наиболее дорогим) является метод полевого эксперимента. Режим орошения включает в себя ряд понятий, основными из которых являются: оросительная норма, поливная норма, среднее число поливов, межполивной период.

Оросительной нормой Mnt называется объем воды, подаваемой на 1 га орошаемой площади за вегетационный период. Ее определяют как разницу между суммарной потребностью насаждений в воде и ее природной влагообеспеченностью. Она измеряется в м³/га; мм слоя воды или (на малых участках) в л/м²:

Поливная норма m nt представляет собой количество воды, подаваемой на 1 га орошаемой площади за один полив. Она также измеряется в м³/га; мм слоя воды или л/м².

Среднее число поливов n можно получить путем деления оросительной нормы на среднюю поливную норму, выраженную в одних и тех же единицах:

Межполивной период ∆t , сут, представляет собой промежуток времени между двумя следующими друг за другом поливами. Поливная норма и длительность межполивного периода связаны уравнением

где m nt — поливная норма (нетто) в указанных единицах; P — количество атмосферных осадков за период ∆t (фактические или прогнозные); α — коэффициент использования осадков; W — запасы почвенной влаги в расчетном слое почвы сверх критических на момент полива; ET d — суточное испарение влаги участком (фактическое или прогнозное) за период ∆t.

При капиллярном подпитывании зоны аэрации межполивной период может увеличиваться, тогда его определяют из выражения

где m m — средняя поливная норма, мм; W act — активные запасы почвенной влаги, мм; K gr — коэффициент использования грунтовых вод.

Источник: Строительство и эксплуатация объектов ландшафтной архитектуры. Теодоронский В.С.

Источник

Способы орошения

Нужна консультация?

С развитием технологий стало намного проще сделать выбор в пользу того или иного решения: ассортимент продукции в любой отрасли постоянно растет и совершенствуется, подстраиваясь под нужды производителей и потребителей. Казалось бы, виды орошения тоже должны непрерывно приумножаться, чтобы фермеры могли обуздать непокорную природу и собирать несметные урожаи.

С одной стороны, так и происходит: уже существуют и широко используются системы капельного орошения, круговые и фронтальные оросительные системы, системы спринклерного орошения. С другой стороны, никто не отменял особенности разных типов почвы, климатические условия в разных регионах, потребности разных типов сельскохозяйственных культур на разных этапах вегетационного развития. Нельзя просто выйти в поле, окинуть его взглядом, копнуть почву, чтобы оценить ее состав на глазок, и заявить: «Вот сюда лучше всего подойдут микроспринклеры, их возможные недостатки с лихвой будут перекрыты массой преимуществ, урожай в любом случае будет высоким, небольшие потери не в счет».

Нет, на самом деле реальность такова, что при выборе системы орошения всегда приходится учитывать множество факторов. Рассмотрим, что это за факторы, как они влияют на урожайность, как выбрать подходящий вид полива в зависимости от сочетания разных из них.

Факторы, влияющие на урожайность

Выбор способа орошения во многом зависит от следующих показателей:

• скорость впитывания почвой воды;
• уровень залегания и степень минерализации грунтовых вод;
• качество воды, применяемой для орошения;
• содержание питательных элементов в почве;
• рельеф территории и т. д.

• особенности режима ветра;
• параметры атмосферных осадков и испаряемости;
• вероятность возвратных холодов и ранних заморозков;
• среднемесячные температуры и т. д.

Особенности сельскохозяйственной культуры:

• тип корневой системы, особенности распределения активной корневой массы;
• влаголюбивость;
• теплолюбивость;
• засухоустойчивость;
• чувствительность к сорнякам;
• потребность в подкормке и др.

Так, к примеру, клубника очень влаголюбива, нуждается в постоянном поливе, не может расти на тяжелых глинистых почвах, требует хорошо освещенного участка с перепадом высот не более 5 градусов. Для нее не подходит дождевание, а вот капельное орошение – оптимальный выбор.

Для культур большого семейства салатных и латуковых овощей можно использовать микроспринклеры, но они же категорически не подходят для картофеля, перца, томата из-за широкой поверхностной зоны намокания, которая может привести к образованию плесени и грибковых заболеваний и т. д.

Рассмотрим, какие виды полива растений сегодня наиболее популярны, в чем их преимущества и недостатки.

Виды полива

Изучив состав почвы, климатические особенности региона и особенности культуры на каждом периоде ее вегетационного развития, а затем проанализировав все эти данные в совокупности, можно сделать вывод о том, какое количество поливной воды необходимо растению и с какой частотой его придется поливать. И уже исходя из этого и из технико-экономических показателей каждой конкретной системы, можно сделать выбор в пользу той, которая наиболее надежна и рентабельна в данных условиях, внедрение которой даст наиболее высокий урожай.

Дождевальные оросительные системы

Дождевальные машины – это широкозахватные сложные металлические конструкции различных модификаций – навесные на трактор, переносные и самоходные. Последние считаются высокотехнологичными, имеют шасси с приводом от электро- или гидравлического двигателя. В отличие от короткоструйных и стреднеструйных систем, чья ширина захвата не превышает 35 метров, современные установки могут разбрызгивать воду на площадь до 500 метров. Дождевальные машины являются аналогом естественных осадков.

Дождевальные самоходные машины бывают двух типов:

• Круговые, передвигающиеся, соответственно, по кругу.
• Фронтальные, передвигающиеся по периметру прямоугольного участка.

Если культуры высажены на разных участках с препятствиями между ними (например, в виде сильных перепадов высот), то использование такой техники будет затруднительно: для применения на соседнем участке систему придется демонтировать и переустанавливать на другом поле.

В целом же высокотехнологичные дождевальные системы, имеют ряд преимуществ:

• Длительный срок эксплуатации за счет изготовления из стали.
• Удобство в управлении – элементы управления расположены на центральной стойке.
• Возможность подстроить технику под разный объем поливной воды за счет широкого ассортимента водометов и распылителей.

В отличие от дождевальных круговых и фронтальных машин, барабанные дождевальные системы более мобильны, в базовой комплектации имеют дальноструйный дождеватель («водяную пушку») или консоль шириной до 50 метров для мелкодисперсного полива. Ее преимущества:

• Мобильность.
• Вариативность подключения – систему можно подключать к гидрантам, электромоторам, дизельным насосным станциям, насосам от ВОМ.
• Возможность использования неочищенной воды.
• Возможность подстроить под разный объем полива: в комплектации представлены 3 вида распылительных насадок с различным размером сопла.

Из недостатков можно отметить тот факт, что при неровном рельефе консоль может сломаться или накреняться. Однако вместо нее для мелкодисперсного распыления подойдет и дальноструйный дождеватель, если использовать для него насадку с меньшим диаметром сопла.

Если сравнивать дождевальные системы, то на полях со сложной конфигурацией лучше использовать барабанные машины, с ровной поверхностью – машины широкозахватного типа. В то же время барабанные машины больше подходят для полей малой или средней площади, поскольку для их эксплуатации требуется участие оператора. А машины широкозахватного типа можно использовать на больших полях, где участие оператора для контроля их работы минимально.

Говоря в целом о недостатках дождевальной системы, нужно в первую очередь отметить, что она не подходит для регионов с сильными ветрами, поскольку равномерность полива будет нарушена, одни растения будут получать излишнее количество воды, а другие на том же поле – испытывать недостаток в увлажнении.

Кроме того, при обильном УФ-излучении использование такой системы может привести к болезням кроны: капли воды, попадая на листья, будут вызывать их ожоги. Чтобы этого избежать, придется осуществлять полив в ночное время, но тогда днем при сильной жаре растения будут остро нуждаться во влаге.

Дождевальные системы, перемещаемые по полю, вызывают утрамбовку почвы, что негативно сказывается на капиллярной активности, снижает восстановительные способности зон намокания.

Источник

Орошение сельскохозяйственных культур в растениеводстве

Капельное орошение сельскохозяйственных культур.

Капельное орошение — способ полива сельскохозяйственных куль­тур, при котором оросительную воду по густо разветвленным трубопро­водам через специальные микроводовыпуски (капельницы) подают ма­лыми расходами непосредственно в корнеобитаемую зону растений, поддерживая на протяжении всей вегетации влажность поч­вы, близкую к оптимальной. При капельном орошении воз­можно непрерывное снабже­ние растений водой, а при не­обходимости — и элементами питания. Подачу воды регули­руют вручную или автоматиче­ски.

Капельное орошение при­меняют в районах со сложным рельефом (горные, предгор­ные); на почвах высокой во­допроницаемости (легкого ме­ханического состава, каменис­тые и др.); в районах с острым дефицитом оросительной воды; при возделывании высокодо­ходных культур.

В СССР системы капель­ного орошения построены на юге Украины, в Молдавии, Ар­мении, Азербайджане и др.

Система капельного оро­шения состоит из следующих основных элементов: насоса, фильтра, регуляторов расхода и давления, бака-смесителя удобрений, эжектора для впрыскивания раствора удобрений, подводящих трубопроводов, поливных трубопроводов и водовыпусков-капельниц. Для подачи воды и создания напора в системе чаще всего применя­ют центробежные насосы небольшой мощности. Системы капельного орошения хорошо работают при низком давлении. При малых напорах в системе можно применять более дешевые трубы и соединения для них, а также капельницы больших диаметров, которые меньше засоряются.

Капельное орошение рассчитано на локальное увлажнение почвы в зоне максимального развития корневой системы растений. Типичный контур увлажнения почвы при этом для деревьев имеет эллипсовидную форму, наподобие луковицы. Глубина промачивания немного более 1 м, Ширина до 2,6 м, увлажнение у дневной поверхности получается только у основания дерева.

При капельном орошении можно локально вносить растворимые удобрения в нужные сроки и в необходимом количестве. Удобрения при этом не вымываются из корневой зоны, что нередко происходит при по­верхностных поливах. Оптимальное снабжение растений водой, возду­хом и питательными веществами при капельном орошении создает условия для равномерного роста и развития их, что существенно увели-мвает валовой сбор и особенно количество товарной продукции.

При правильной эксплуатации систем капельного орошения не на-5людается подъема уровня грунтовых вод и не возникает опасности зторичного засоления земель. Поэтому отпадает необходимость в уст­ройстве дренажа. Отсутствие поверхностного стока при орошении пре-упреждает образование водной эрозии.

При капельном орошении существенно изменяется агротехника оро­шаемых культур: сокращается число обработок почвы, меняются сроки их проведения, снижается применение гербицидов. Медленное течение воды по сети тонких полимерных трубопроводов обеспечивает естествен­ный подогрев ее при использовании для орошения холодных подзем­ных вод.

Системы капельного орошения имеют ряд недостатков: сравнитель­но высокую первоначальную стоимость; не регулируется микрокли­мат— этот важный фактор жизни растений; пластмассовые трубопроводы малых диаметров склонны к закупорке.

Капельное орошение — прогрессивный способ полива многолетних насаждений, поэтому его целесообразно внедрять в производство там, где другие способы орошения применить трудно.

Способы орошения сельскохозяйственных культур

Оросительную воду на полях можно распределять пятью способами: поверхностным, дождеванием, внутрипочвенным, капельным, мелкодисперсным.

Поверхностный способ полива имеет три разновид­ности: напуском по полосам, по бороздам и затоп­лением.

При поливе напуском вода движется тонким слоем по поверхности выровненных длинных полос и в процессе движения впитывается в почву.

При поливе по проточным бороздам вода впитывает­ся в почву через дно и стенки борозд, в процессе движе­ния, а по затопляемым бороздам она впитывается в со­стоянии покоя.

При поливе затоплением небольшой участок — чек, окруженный со всех сторон земляными валиками, на­полняют слоем воды, которая, находясь в состоянии по­коя, просачивается в почву.

Для поверхностного орошения характерны следующие особенности: поливы проводят периодически, запасы во­ды аккумулируются в верхних слоях почвы и расходу­ются в межполивные периоды; увлажняется только поч­ва; возможно получить различные глубины увлажнения; большие колебания влажности почвы в период между поливами; после полива образуется почвенная корка на всей смоченной поверхности, которая снижает аэрацию, процессы нитрификации и увеличивает испарение с поверхности почвы.

Плотная корка препятствует появле­нию всходов растений; поливная сеть (борозды, полосы) ухудшает условия работы сельскохозяйственных машин.

При дождевании поливы проводят периодически, во­да аккумулируется в верхних слоях почвы; увлажняется не только почва, но и растения, что активизирует их фи­зиологические процессы; глубина увлажнения почвы, как правило, меньше, чем при поверхностном орошении; можно давать частые поливы малыми поливными нор­мами и тем самым создавать более равномерный режим влажности почвы; дождевание более сильно влияет на микроклимат приземного слоя воздуха, чем поверхност­ное орошение; отсутствие поливной сети улучшает усло­вия работы сельскохозяйственных машин и орудий.

Внутрипочвенное орошение позволяет получать толь­ко капиллярное увлажнение верхних слоев почвы; под­держивать определенную глубину увлажнения; значи­тельно уменьшить испарение воды с поверхности почвы; обеспечить непрерывное водоснабжение растений; не стесняет работу сельскохозяйственных машин.

При капельном орошении вода непрерывно подается через капельницы каплями в почву к корням растений.

При мелкодисперсном (аэрозольном) орошении вода подается на поле периодически малыми дозами в виде очень мелких частиц и смачивает листья и стебли расте­ний, снижая при этом температуру воздуха и растений.

В жаркое время это повышает фотосинтез растений. Этот способ полива применяют в комплексе с другими спосо­бами полива.

Требования, предъявляемые к способам и технике поливов: равномерно распределять по площади и глу­бине корнеобитаемого слоя расчетное количество воды в необходимые сроки, обеспечивая в комплексе с агротехникой высокое плодородие почвы и получение высо­ких урожаев сельскохозяйственных культур; исключать непроизводительные потери воды на просачивание в глу­бокие слои, на сбросы, испарение и обеспечивать высокий коэффициент использования воды (не менее 0,95-1); сохранять структуру почвы; предупреждать ее засо­ление и заболачивание; иметь высокую производитель­ность труда на поливе, наибольшую механизацию и ав­томатизацию его; не препятствовать механизации сель­скохозяйственных работ и рационально использовать орошаемые земли.

Применение того или иного способа полива зависит от сельскохозяйственной культуры, а также от почвен­ных, рельефных, гидрогеологических, климатических ус­ловий и уровня развития сельскохозяйственного производства.

Орошение сельскохозяйственных культур

Цели и задачи орошения земель

Орошение регулирует одну из составляющих плодородия – водоснабжение растений, обеспечивая им наиболее благоприятные для произрастания водный, питательный, воздушный, тепловой, солевой и микробиологический режимы почвы.

В практике орошения различают следующие виды оросительных мелиораций:

• Регулярно действующее правильное орошение.При этом вода подается в нужные сроки и в необходимом количестве на орошаемые участки.
• Однократно действующее орошение – лиманное. При таком виде орошения с помощью земляных валов задерживают талые или паводковые воды. Задержанная вода впитывается в почву, создавая определенные запасы влаги, используемые затем сельскохозяйственными культурами.
• Специальные виды орошения – удобрительные, отеплительные, промывные.

Удобрительное орошение – это полив водой, содержащей питательные вещества, необходимые для сельскохозяйственных растений.

При отеплительном орошении используют отработанные воды тепловых станций, гейзеров для орошения полей, теплиц, парников, для согревания почвы.

Промывное орошение – подача воды на поля для растворения и вымывания из корнеобитаемого слоя почвы вредных солей (или избытка солей).

Любой вид орошения комплексно воздействует на почву, растения и окружающую среду. Увлажнение повышает плодородие почвы, обеспечивает растения доступной влагой, активно влияет на урожайность культур.

При орошении урожаи получают в 2-7 раз выше, чем без орошения.

Но не всегда орошение благотворно влияет на почву.
Чрезмерные поливы, использование поливной воды низкого качества, могут отрицательно сказаться на урожайности.

Качество поливочной воды оценивается тремя показателями: температурой, количеством взвешенных частиц и минерализацией.
Полив холодной водой в теплое время негативно сказывается на развитии и жизнедеятельности растений.

Взвешенные частицы, содержащиеся в водах рек, водоемов, улучшают агрегатное состояние почвы, обогащают ее органическими веществами, углекислым кальцием и другими элементами.
Минерализация поливной воды (наличие растворенных солей) не должна превышать для большинства растений 2-5 г/литр.

При концентрации растворенных солей 15-20 г/литр вода считается токсичной.

Режим орошения сельскохозяйственных культур

В понятие режима орошения входит определение общего водопотребления культуры, оросительной нормы, сроков и норм полива.

Запроектированный режим орошения должен удовлетворять потребности растений в воде в каждую фазу их развития с учетом требований агротехники и вида культуры; регулировать водный, питательный, солевой и тепловой режимы почвы; не допускать заболачивания, засоления и эрозии почвы.

При определении затрат воды на возделывание той или иной сельскохозяйственной культуры учитывается испарение ее через листья и испарение с поверхности почвы.

Это суммарное испарение называют водопотреблением или эвапотранспирацией. Величина суммарного водопотребления зависит от вида возделываемой культуры, влажности активного слоя почвы, от погодно-климатических условий.

В практике орошаемого земледелия существует несколько методов определения суммарного водопотребления сельскохозяйственных культур.

Наиболее достоверные данные о суммарном водопотреблении можно получить по эмпирическому методу академика А. Н. Костякова, согласно которому:

Е = К х У,

где:
Е – суммарное водопотребление, куб.

м/га;
К – коэффициент водопотребления, куб. м/ц;
У – урожай сельскохозяйственной культуры, ц/га.

Коэффициент водопотребления К определялся опытно-экспериментальными способами, и для каждой сельскохозяйственной культуры приводится в специальных справочных таблицах.

Так, для зерновых культур этот коэффициент может колебаться в пределах 70-130 куб. м/га, для овощных – 7,5-25 куб. м/га (в зависимости от водонасыщения почвы).

Оросительная норма, или дефицит водоснабжения – количество воды, которое нужно подать на 1 га орошаемого поля в течение вегетационного периода, чтобы получить плановую урожайность. Размер оросительной нормы определяют с помощью уравнения водного баланса:

М = (Е – а)(Р – Wг) – (Wн – Wк),

М – оросительная норма, куб. м/га;
Е – суммарное водопотребление культуры, куб. м/га;
а –коэффициент использования осадков (а = 0,6-0,8);
Р – количество осадков за вегетационный период, куб. м/га;
Wг – количество влаги, поступающей капиллярным путем из грунтовых вод, куб. м/га;
Wн – запасы воды в корнеобитаемом слое почвы в начале вегетационного периода, куб. м/га;
Wк – запасы воды в корнеобитаемом слое почвы в конце вегетационного периода, куб. м/га.

Проектирование режима орошения сельскохозяйственных культур

Разность между верхним и нижним запасом влаги в активном слое почвы называют поливной нормой. Она показывает, какое количество воды выливается на 1 га за полив. Поливная норма рассчитывается по формуле, учитывающей величину (толщину) увлажняемого активного слоя почвы, среднюю плотность активного слоя почвы, верхний и нижний оптимальные пределы влажности активного слоя почвы.

Величина активного слоя почвы зависит от возделываемых культур. Для овощных она составляет 0,3 – 0,7 м, для зерновых и пропашных – 0,4 – 0,9 м, для плодовых – 1,0 – 1,2 м.

Применительно к основным фазам роста и развития растений ориентировочно практикуют следующее число поливов: для озимых (пшеница, рожь) – 2-4 (фазы начала трубкования, колошения и налива зерна); для яровой пшеницы, овса, ячменя, проса – 3-4 полива (фазы начала кущения, трубкования, начала налива зерна); для картофеля весенней и летней посадки – 3-5 поливов (фазы до бутонизации, бутонизация, цветение, после цветения, в период максимального роста клубней).

При летней посадке картофеля дают предпосадочный влагозарядковый полив.

Дождевание сельскохозяйственных культур

Дождевание – один из наиболее эффективных способов направленного воздействия человека на почву, растение и микроклимат приземного слоя воздуха. По сравнению с другими способами полива дождевание имеет ряд преимуществ, которые сводятся к следующему:

• механизация процессов труда и сочетание полива с технологией возделывания культур;
• применение на сложных рельефах и больших уклонах, а также на песчаных и слаборазвитых почвах без проведения планировочных работ;
• частые поливы малыми нормами с целью увлажнения почвы и улучшения микроклимата приземного слоя воздуха (освежительные поливы);
• возможность орошения сельскохозяйственных культур с одновременным внесением удобрений и др.

По срокам и характеру подачи воды различают три вида дождевания: обычное, импульсное и аэрозольное.

При обычном дождевании воду подают на поля со значительным интервалом (6-12 суток). Для этих целей используют дождевальные агрегаты и машины ДДА-100МА, «Фрегат», «Волжанка», «Днепр», «Ока» и др.

При импульсном дождевании воду подаю на культуру ежедневно в период наиболее высоких дневных температур – с 13 до 17 ч для снижения дефицита влажности воздуха.

При аэрозольном дождевании воду подают, как и при импульсном, ежедневно, в течение 4-5 ч (с 13 до 17 ч) в период высоких температур и низкой относительной влажности воздуха для орошения овощных, зерновых, кормовых и других культур.

Особенностью аэрозольного дождевания является применение сильно распыленного дождя в виде мельчайших капель (аэрозолей).

Аэрозольное орошение

Преимущества и недостатки аэрозольного орошения

Аэрозольное орошение наиболее эффективно и целесообразно на территориях со сложным рельефом, большими уклонами, при дефиците водных ресурсов, высокой сухости климата, а также неблагоприятными условиями зимовки двулетних и многолетних культур. Хорошие результаты дает применение аэрозольного орошения для борьбы с суховеями в степной зоне на богарных и орошаемых массивах, для защиты растений от заморозков.

Основные преимущества таких систем:

• ускорение созревания и повышение урожайности (в 2 — 3 раза), что сказывается на повышении производительности сельского труда;
• значительное сокращение потребностей в поливной воде;
• возможность сельскохозяйственного использования косогоров, засушливых земель и песков пустынь;
• возможность массового выращивания особо ценных пищевых и лекарственных растений, размножения селекционного материала различных культур;
• быстрое укоренение зеленых черенков;
• использование в качестве защиты растений и урожая от заморозков, града и воров.
• возможность использования техники для аэрозольного орошения в других целях — дождевания, внесения подкормок и удобрений, гербицидов и т.п.

Применение в засушливых почвенно-климатических регионах аэрозольного орошения, в сочетании с обычным дождеванием, позволяет улучшить микроклимат в приземном слое воздуха, режим питания растений, установить оптимальные температурный и водный режимы растений, сэкономить поливную воду и повысить урожайность сельскохозяйственных культур. Технические средства, применяемые при аэрозольном орошении, можно также использовать для борьбы с болезнями и вредителями растений, внесения микро- и макроэлементов.

Защита растений от заморозков с помощью аэрозольного орошения основана на повышении температуры приземного слоя воздуха или, непосредственно, растений.

Повышение температуры приземного слоя или растений осуществляется за счет тепла, выделяемого при переходе воды из одного физического состояния в другое. Мелкораспыленная вода замерзает непосредственно на поверхности растений или в атмосфере.

При этом происходит повышение температуры инверсионного слоя воздуха. Этот способ защиты растений эффективен только при радиационных заморозках, при адвективных его применение нецелесообразно.
Противозаморозковое аэрозольное орошение можно широко применять в садах, виноградниках, на цитрусовых плантациях. В настоящее время разрабатывается технология аэрозольного орошения для регенерации корневой системы озимых культур после крайне неблагоприятных условий зимовки.

Поддержание дневных температур воздуха в пределах физиологически оптимальных показателей очень важно для повышения продуктивности посевов в условиях жаркого климата.

Сочетание обычных способов полива (например, дождевание) с аэрозольным орошением наиболее эффективно в зоне неустойчивого увлажнения.

К основным недостаткам аэрозольного орошения можно отнести высокую стоимость применяемого оборудования, установок и машин, а также зависимость эффективности этого способа орошения от скорости ветра.

Целесообразность применения аэрозольного орошения, а также его режим зависят от множества факторов.
Основными из них являются:

• природно-климатические условия (климат, рельеф, обеспеченность водой, качество оросительной воды, водно-физические свойства почвогрунтов, залегание и минерализация грунтовых вод и др.);
• хозяйственно-экономические условия, (состав и особенности сельскохозяйственных культур, их физиологические потребности, условия возделывания, ресурсообеспеченность).

При выборе режима аэрозольного орошения учитывают физиологические потребности культур.

Так, энергия фотосинтеза, которая определяет рост, развитие и продуктивность растений, зависит от интенсивности и напряжения солнечного освещения, температуры окружающей среды и самого растения, водного режима растений. Для каждого вида и сорта растений, в соответствии с их фитогенезом, определена оптимальная для фотосинтеза температура окружающей среды.

Для правильного выбора режима аэрозольного орошения нужно иметь сведения не только о числе дней с критическими температурами и влажностью воздуха, но и о продолжительности этих периодов в течение суток.

Например, для картофеля продолжительность такого периода в течение суток в июне составляет: при 50%-ной обеспеченности температурой 7 ч., при 75%-ной обеспеченности – 6 ч., или, соответственно, с 10 до 17ч. и с 11 и до 17 ч.

Технические средства для аэрозольного орошения

Для аэрозольного орошения используют передвижные, полустационарные и стационарные системы.

В передвижных системах используют машины типа ТОУ (туманообразующие установки «ТОУ-Шохина»), опрыскиватели ОП-450, ОВТ-1 и ОН-400. Эти технические средства рекомендуется использовать на небольших массивах, примыкающих к естественным водоисточникам (озеро, пруд, река).

Сторона прямоугольного поля, перпендикулярная водоисточнику, должна равняться половине пути, на котором машина при заданной скорости движения израсходует объем воды из прицепной цистерны или навесной емкости.

Например, для ТОУ-5 при норме увлажнения 800 л/га и радиусе захвата 100 м эта длина будет равна 500 м.
Внутри участка через каждые 100 м нужно прокладывать дороги шириной 2,5-3 м, с учетом направления господствующих ветров.

Установки аэрозольного орошения типа ТОУ относятся к типу машин, снабженных транспортной емкостью, заполненной жидкостью для диспергирования. Жидкость диспергируется скоростным газо-воздушным потоком, создаваемым с помощью отработавшего свой ресурс авиадвигателя ГТД-3Ф.

Установка работает следующим образом: атмосферный воздух засасывается в компрессор, сжимается там и поступает в камеру сгорания, куда подается топливо.

Разогретый до 1000-11000С воздух с продуктами сгорания направляется в двухступенчатую газовую турбину, служащую приводом компрессора, а затем поступает в суживающее сопло с температурой 400-4500 С.
Здесь золовоздушная смесь циркулирует со скоростью порядка 400-450 м/с, расширяется, создавая давление, близкое к атмосферному. На выходе из сопла в струю газовоздушной смеси подается вода из перфорированных по длине патрубков, соединенных с водораспределительным коллектором гибкими шлангами, которые укреплены на шарнирах, позволяющих сводить и разводить их по отношению к оси струи.

Из сопла смесь воды и воздуха выходит в виде турбулентной двухфазной струи и распределяется по посеву. Через некоторое время скорость струи уменьшается, капли воды выпадают из потока и осаждаются на листьях растений.

Серийно выпускаемые опрыскиватели ОП-450, ОВТ-1, ОН-400 и другие агрегатируют с тракторами класса 1.4 Т.

Полустационарные системы включают водопроводящую сеть для передвижных дождевальных машин, состоящую из подземных или надземных (разборных) трубопроводов.

На них через каждые 200 м располагают гидранты.
Для заправки емкостей машин водой трубопровод должен иметь пропускную способность, обеспечивающую заправку цистерн в течение 5-7 мин.

К полустационарным системам относятся и оросительные системы, в которых применяют дождевальные машины типа ДДА-100 МА.

В этом случае оросительная сеть сохраняется такой же, как и при обычном дождевании, но у нее уменьшается пропускная способность, за исключением регионов, где обычное дождевание необходимо сочетать с аэрозольным орошением.

Использование ДДА-100 МА для аэрозольного орошения представляет большой интерес.

Как показывает опыт ряда научно-исследовательских институтов и хозяйств, дооборудование агрегата для этой цели несложно и может быть выполнено силами хозяйств. Это оборудование или заменяет уже имеющееся на ДДА-100 МА, или дополняет его. Производительность переоборудованной ДДА-100 МА достигает 50 га за вегетационный период. При этом ДДА-100 МА становится универсальным агрегатом с его помощью можно проводить обычное и аэрозольное орошение, внесение микро- и макроудобрений, борьбу с болезнями и вредителями и др.

Стационарные системы аэрозольного орошения проектируют двух типов: для увлажнения листовой поверхности и для увлажнения приземного слоя воздуха.

Первые представляют собой густую сеть трубопроводов, расположенную на некоторой высоте от поверхности земли в зависимости от высоты растений.

Для типового (эталонного) участка площадью 3,24 га рабочие трубопроводы диаметром 40-80 мм (165 пог. м) укладывают через каждые 30 м. Вся протяженность труб, приведенных к диаметру 200 мм, составляет 44,5 м/га. На рабочих трубопроводах по сетке 30х30 м устанавливают струйные аппараты с диаметром сопла 3,2 мм. Напор в сети – 6-7 кПа.
Эталонный участок увлажняется в течение 100 с.
По данным ВНИИГиМ, в течение часа за 36 циклов будет увлажняться площадь 116,5 га.

Системы для увлажнения приземного слоя воздуха представляют собой сеть трубопроводов: распределительных, диаметром 20-50 мм, укладываемых через 100 м: проводящих, диаметром 50-80 мм, укладываемых по границе участка, и стояков высотой 10-15 м, диаметром 40-50 мм, устанавливаемых по 1-2 на 1 га, а по границе участка в направлении, перпендикулярном господствующим ветрам, — через 20-30 м.

На верху стояка на поперечном патрубке (антенне) диаметром 10-20 мм и длиной 510 м монтируют 6-12 насадок с диаметром отверстия 1-2 мм.

Орошение сельскохозяйственных культур. Борьба с сорняками

Расход воды через стояк — 0,14-0,18 л/с. Напор у насадок — 2,4 кПа. Эталонным является участок площадью 49 га (700х700м), увлажняемый непрерывно, с суммарным расходом воды 13-14 л/с и с удельной протяженностью трубопроводов, приведенных к диаметру 200 мм, примерно 35 пог. м/га.

Стационарная система работает в режиме чередующихся циклов «увлажнение-пауза».
Продолжительность увлажнения составляет 20-30 мин. в зависимости от метеоусловий и водоудерживающей способности листьев.

Продолжительность паузы зависит от интенсивности процессов испарения и восстановления температуры листьев и приземного слоя воздуха до поливных значений.

При размещение дождевателей на участке надо обязательно учитывать преобладающее направление ветра.
В любом случае площадь одновременного полива должна быть не менее 5-10 га, что устраняет явление краевого эффекта, при котором влажность и температура воздуха на участке под влиянием аэрозольного орошения изменяется в незначительных пределах из-за выноса частиц за пределы участка и рассеивание их в общей массе воздушного потока.

Равномерность распределения капель существенно снижает действие краевого эффекта.

Технологический процесс аэрозольного орошения должен тесно увязываться с агротехникой.

Высокое качество увлажнения в период закладки и формирования генеративных органов способствует повышению продуктивности посева, а следовательно, и получению гарантированного урожая независимо от складывающихся погодных условий года.

При анализе процессов аэрозольного орошения исследуют распределение воды по листовой поверхности почвы под растениями и снесенных ветром за пределы увлажняемого поля, а также испарение.

При этом рассматривают период от распыления жидкости (средний размер капель, распределение их размеров) до осаждения капель воды на листьях растений, последнее имеет определяющее значение для эффективности аэрозольного орошения.

Большое значение имеет и соударение капель с поверхностью листьев растений, в результате которого капля может прилипнуть к поверхности, отскочить или скатиться с нее.

Степень растекания капель аэрозоля по поверхности листьев растений во многом зависит от смачивания этих поверхностей жидкостью. Если жидкость хорошо смачивает поверхность – то осевшие на ней капли сильно растекаются.
На полностью смачиваемой поверхности жидкость распределяется в виде сплошной пленки определенной толщины, избыток воды стекает. Если смачивание плохое, то капли не растекаются по поверхности и легче скатываются с нее.

Смачивание листа в сильной степени зависит от его морфологии и состава поверхностных тканей.

Хорошо смачиваются листья с гладкой поверхностью, не имеющие сильного воскового налета (листья свеклы, фасоли, лимона, горчицы). В то же время многие растения (горох, лен, капуста, люцерна) имеют плохо смачивающиеся листья.

Удержание мелкораспыленной воды листьями растений определяется углом падения капель, их размером, нормой расхода жидкости видом растений. Угол падения капель – важный фактор удержания на растении.

При увеличении угла падения удержание капель на листьях резко уменьшается. В исследованиях по аэрозольному орошению сельскохозяйственных культур, проведенных в ВолжНИИГиМ, капли диаметром 100-150 мкм удерживались некоторыми культурами (пшеница, кукуруза) даже при вертикальном положении поверхности листьев.

Крупные капли диаметром 500-700 мкм скатываются с листьев пшеницы, капусты, в то время как на листьях кукурузы, картофеля, сои эти капли удерживаются достаточно хорошо.

Листья люцерны лучше увлажняются каплями диаметром 300-500 мкм. Капли диаметром больше 800 мкм частично стекают с поверхности ее листьев.
Распыление воды на очень мелкие капли снижает эффективность аэрозольного орошения за счет увеличения интенсивности испарения капель, энергозатрат. Такие капли сильно подвержены влиянию ветра.
Нижним пределом среднего диаметра капель при аэрозольном орошении можно считать 100-150 мкм.

Оптимальный диаметр капель – 500-600 мкм.

Абсолютное удержание воды растениями определяется общей площадью их листовой поверхности. Так, картофель в начале вегетационного периода имеет площадь листового покрова меньше площади почвы, занятой посевом, а в середине вегетационного периода (фазы бутонизации и цветения) эта площадь превышает площадь почвы в 5-6 раз (листья растений располагаются в несколько ярусов).

В связи с этим интенсивность аэрозольного орошения и диаметр капель должны увеличиваться во время вегетации, так как возрастает водоудерживающая способность посева.

Нормы разового увлажнения влияют на степень и длительность изменения параметров фитоклимата посева. Распыленная вода должна удерживаться листовым покровом, находясь обычно в пленочном или капельном состоянии.

Практически капельной влагой покрываются в основном листья верхнего яруса, а листья нижних ярусов увлажняются стекающей жидкостью. Средняя норма разового увлажнения в зависимости от вида растений и их возраста составляет 0,6-1,2 м3/га.
Минимальная норма разового воздействия, обеспечивающая повышение влажности воздуха на 15-17 %, не должна быть менее 0,15-0,20 м3/га.

Интервал между увлажнениями – важный показатель, влияющий на технико-экономические параметры средств аэрозольного увлажнения.

При испарении капель воды температура воздуха и посева снижается, а влажность воздуха в среде посева повышается.
Испарение капель при аэрозольном орошении происходит на трех этапах: при формировании факела распыленной воды, при транспортировке капель ветром, после осаждения их на листья растений. Постепенно влияние импульса аэрозольного орошения ослабевает, а значения параметров фитоклимата увлажненного посева и почвы, где аэрозольное орошение не проводилось, сближаются.

Этот промежуток времени по параметрам фитоклимата различен.
Поэтому интервал между увлажнением устанавливается по времени испарения капель, а также периода последействия, который в 1,5 – 2 раза превышает время испарения. На посевах сельскохозяйственных культур рекомендуется выдерживать часовой цикл увлажнений.

Источник