Новости

Вода – уникальный минерал, критически важный для всего живого на планете Земля.

Производство продуктов питания всегда напрямую зависело от наличия в местности водных ресурсов и их распределения.

В настоящее время на планете на орошаемых площадях, занимающих 17% от количества с/х земель,  производится около 40% всех продуктов питания для человечества.

Благодаря ирригации, урожайность сельхозкультур увеличивается в разы, становится возможным получение нескольких урожаев в год, снижается потребность в распашке дополнительных площадей под сельское хозяйство.

История возникновения способов увлажнения почвы уходит корнями в глубину веков. В местностях, где реки ежегодно при паводках затапливали свои поймы, а иногда и более обширные территории, земледельцы использовали это, благоприятное для них обстоятельство для посева и выращивания зерновых и других скороспелых культур, без каких либо затрат труда на орошение. По сути, это и был прототип способа полива напуском. Для возделывания культур с более длительными сроками вегетации возникла необходимость повторных поливов по мере иссушения почвы, что и привело к возникновению ирригации, как таковой. 

В Мире известны сотни разновидностей способов увлажнения почвы, но существенные отличия имеют только несколько:

• дождевание,
• самотечное (бороздовое и лиманное),
• капельное,
• подпочвенное.

Чем же отличаются перечисленные выше способы?

Дождевание:

Дождевание - самый естественный способ полива, искусственное применение которого стало возможным только с развитием техники. Известно несколько целей дождевания:

• для увлажнения почвы;
• для освежения растений в жаркое время суток, то есть создания определённого микроклимата;
• для защиты от весенних заморозков.

Вот как происходило совершенствование систем полива растений дождеванием :

• ручной полив, сначала был заменен поливом с использованием труб, затем трубу поставили на колёса и, получили шлейф многоместного использования (то есть, способный передвигаться с помощью трактора в разные точки поля);
• затем колёса поставили перпендикулярно трубе, а трубу подняли над растениями и создали широкозахватную фронтальную поливную машину;
• потом водовыпуски из трубы заменили дождевальными насадками и сконструировали современные широкозахватные дождевальные машины;
• далее с целью повышения равномерности распределения воды и снижения потерь на снос ветром и испарение, насадки посредством шлангов приблизили к земле, снабдили автоматически регулирующими расход диафрагмами.

В результате получили машины, обеспечивающие высочайшую равномерность полива, работающие в автоматическом режиме, управляемые со спутников земли и орошающие огромные массивы по заданной программе в соответствии с оптимальными режимами орошения. Таким образом, благодаря созданию систем с закрытой оросительной сетью и высококлассной технике полива, КПД оросительных систем приблизился к теоретически возможному - к единице.

Разбрызгивание воды требует определенных затрат энергии, и чем мельче требуется получить капли дождя, тем больше требуется затратить энергии. Интенсивность дождя при увлажнении почвы определяется её впитывающей способностью. На легко водопроницаемых почвах она может быть очень высокой, для тяжелых почв (суглинистых и глинистых) требуются установки с малой интенсивностью дождя. Однако, почвы с ненарушенной естественной структурой, вне зависимости от гранулометрического состава субстрата, характеризуются достаточно высокой способностью впитывать влагу, в отличие от пахотных.

В зависимости от типа применяемых для доставки воды к растениям машин, следует различать следующие виды дождевания:

а) дождевание с применением самоходных круговых широкозахватных машин (пивотов) - наиболее распространенный способ орошения в индустриальном сельском хозяйстве ввиду низких затрат  труда и применимости на больших площадях почти на всех видах с/х культур. Машины могут работать на склонах до 15%. Для  полива углов поля  может применяется устройство - крыло дополива углов. Как правило, при площади круга в 53 га, применяя крыло дополива углов, орошаемую площадь можно увеличить до 63 га (при площади квадрата 64 га). 

Давление на входе сравнительно низкое, 2,5-3 атм. Ввиду хорошей униформности данный вид полива подходит для проведения химигации (внесение удобрений и средств защиты растений через систему орошения)

б) дождевание с применением самоходных линейных широкозахватных машин. Данный способ довольно распространен в   индустриальном сельском хозяйстве. Машина может использовать воду из гидрантов, или из открытого канала. В сравнении с  предыдущим способом, он имеет большую трудоемкость, но больший коэффициент использования площади с/х -угодия (до 99%). Данный вид полива также подходит для проведения химигации.

в) дождевание из самоходной катушки с водяной пушкой. Данный способ орошения распространен на полях начинающих орошение фермеров. Как правило, шасси такой машины имеет двигатель внутреннего сгорания для ее привода. Дальнеструйный дождевальный аппарат такой машины работает под большим давление (4-5 атм), требует больших затрат труда, чем вышеуказанные способы механизированного орошения. Также, требуется большая (по сравнению с круговыми широкозахватными машинами) площадь для передвижения машины в рабочем режиме по полю. Следует также задуматься об униформности полива поля при меняющемся или порывистом ветре.

г) дождевание из переносных труб - данный способ требует больших затрат труда для переноса труб на следующие позиции. Затрудняется его применение во второй половине вегетации, когда стеблестой становится слишком высоким. Этот способ неприменим на высокостебельных культурах.

д) дождевание из трубопроводов на колесах (типа Side Roll, или Волжанка)- этот способ дождевания также требует значительных затрат труда и неудобен тем, что определенный участок поливается в течение нескольких дней (7-10), каждый день машина передвигается на новую позицию, и в конце цикла ее необходимо перегнать на исходную позицию. Этот способ также неприменим на высокостебельных культурах и на площадях со сложным рельефом.

Дождевальные машины могут быть использованы и для борьбы с весенними радиационными заморозками. Вода при замерзании отдаёт количество тепла, равное 79,6 кал/г и температура растений пока происходит дождевание сохраняется на уровне от нуля до -1,0…-1,5С , что вполне переносится многими растениями. Этот способ наиболее эффективен для защиты цветков и завязей плодовых и ягодных деревьев и кустарников. Следует, чтобы интенсивный "дождь" покрывал всю поверхность цветущих или отцветающих деревьев весь период возвратных заморозков (которые длятся, как правило, всего несколько часов). Кроны деревьев опрыскивают из шлангов, на которые устанавливают насадки с мелким распылом. Дождевание позволяет защитить цветки и завязи даже при температуре воздуха до минус 4-5 С.

На рисунке - полив дождеванием для защиты от заморозка фронтальной дождевальной машиной.

Самотечное увлажнение почвы:

а) полив по бороздам - увлажнение почвы в процессе пропускания воды по искусственным бороздам. Конфигурация применяемых борозд очень разнообразна и зависит от физических свойств почвы, уклона поверхности почвы и вида выращиваемых сельскохозяйственных культур и насаждений. На крутых уклонах в горной и предгорной областях применялись борозды, расположенные параллельно горизонталям местности, с перепуском из конца верхней борозды в нижнюю (змейкой). Этот способ полива в настоящее время превалирует в Мире. Посадка растений вдоль борозд позволяет улучшить уход за ними, проводить обработку почвы, механизировать посев и сбор урожая. Гребни борозд при поливе увлажняются только капиллярными токам влаги и почва на них при этом не размокает и не теряют свою структуру, что улучшает аэрацию корнеобитаемого слоя, способствует сохранению влаги после поливов и облегчает борьбу с сорной растительностью.

Недостатком способа полива по бороздам является большая неравномерность увлажнения почвы вдоль борозды и большая трудоемкость равномерной подачи воды в головы борозд. При больших уклонах поверхности почвы и высокой её водопроницаемости достичь равномерного увлажнения поля в продольном и в поперечном направлении чрезвычайно трудно, здесь не помогают ни гибкие и жесткие трубопроводы, ни различные оголовки борозд. Даже на хорошо спланированных полях неравномерность полива является причиной потери от 30 до 40% урожая. А также – неэкономное расходование поливной воды, необходимость периодически применять меры защиты почвы от засоления и постоянно - по защите почвы от водной эрозии.

б) лиманный полив (затопление) – поливная вода подается на определенный участок (как правило, обвалованный землей) сплошным затоплением. Недостатки – вышеперечисленные, плюс – сильно уплотняется почва, образуется почвенная корка, требует очень большого количества воды для  орошения.

Недостатком вышеперечисленных способов также является невозможность внесения средств защиты растений и удобрения при данном типе ирригации. Несмотря на то, что данный способ орошения традиционно считается низкозатратным,  следует принимать во внимание затраты на выравнивание полей, на создание и поддержание надземной инфраструктуры.

Капельное орошение:

В странах, где водные ресурсы для орошения очень ограничены, был изобретён оригинальный способ увлажнения почвы, который в корне изменил систему ведения хозяйства на орошаемых землях, обеспечив локальную подачу воды растениям - капельное орошение. При этом способе, очищенная через фильтры от крупных и мелких взвешенных частиц, оросительная вода с помощью особых приспособлений - капельниц подается в зону расположения корней выращиваемых растений. Производительность капельниц стараются подбирать таким образом, чтобы растения поливались практически постоянно, а не отдельными поливами (при этом условии затраты на трубки становятся минимальными, ибо если подача воды осуществляется периодически, то необходимая пропускная способность этих трубок вырастает пропорционально отношению межполивного периода к времени полива). Одновременно с подачей воды могут вноситься удобрения и необходимые средства защиты растений, что существенно увеличивает урожайность выращиваемых культур. Используется чаще всего для полива многолетних культур (сады), или культур с высокой рентабельностью. Возле растения на шланге имеются отверстия - эммитеры, которые устроены таким образом, что вода из них вытекает в виде капли с интервалом 10-20 секунд. Этого достаточно, чтобы в этом месте в почве образовалось постоянно влажное пятно каплеобразной формы диаметром 25-35 см и глубиной до 40-50 см (в зависимости от механического состава почвы).

Преимущества: экономное расходование воды.
Недостатки: данный способ требует больших затрат, как капитальных, так и на ежедневное обслуживание. Требует (для стабильной работы) очень чистой воды, с очень низким уровнем минерализации, иначе эммитеры необходимо часто промывать. При применении для выращивания однолетних культур (например, картофеля, капусты) является проблемой утилизация поврежденных при уборке трубок. Использованные трубки не имеют остаточной стоимости, в то время, как в затратах на данный вид орошения они занимают значительную долю.

Подпочвенное увлажнение, то есть увлажнение почвы снизу. В естественных условиях это происходит за счет увлажнения грунтовыми водами, в искусственных - вода подается по специальным трубкам, проложенным на некоторой глубине в почве.

В настоящее время для индустриальных хозяйств, выращивающих картофель, овощи, кукурузу, сахарную свеклу и т.д., уже практически не стоит вопрос о том, нужно ли орошать. Орошать нужно, другое дело, какой способ предпочесть из предлагаемых на рынке оросительной техники.