Дождевальная и капельная системы полива – преимущества и особенности

Основы технологии

В целом метод такого дождевания заключается в выдаче растениям ежесуточной поливной нормы в импульсном режиме, обеспечивающем частые поливы в малых объемах в определенные часы при оптимальной влажности почвы. Отличительной особенностью данного метода является длительное направленное воздействие искусственного дождя на условия роста растений и внешнюю среду.

Влажность активного слоя почвы и приземного воздуха поддерживается на нужном уровне без резких колебаний, свойственных обычным периодическим поливам. В жаркое время суток проведение подобного дождевания позволяет снизить температуру приземного воздушного слоя и верхних земельных горизонтов, повысить влажность и создать более благоприятные условия для развития возделываемых сельскохозяйственных культур.

Технология импульсного дождевания реализуется с помощью модульных комплектов орошения с площадью обслуживания в один гектар. Основные узлы системы включают насос с пультом управления, запорно-регулирующую арматуру и генератор импульсов давления. Также предусмотрены сеть распределительных и поливных трубопроводов, специальные дождеватели, включая контрольный узел с обратной связью.

Подача воды на орошаемый участок осуществляется импульсными дождевателями, которые имеют накопительную емкость в виде гидроаккумулятора с ограничительной сферой и мембраной. Схема также предполагает запорный орган и дождевальный аппарат. Первый компонент обеспечивает перекрытие доступа воды ко второму в период заполнения гидроаккумулятора при повышении давления и открытие хода к нему при снижении воздействия в подводящем трубопроводе.

В нем увеличение и уменьшение давления реализуется с помощью генератора импульсов. Дождеватели обычно работают при переменном давлении, периодически выбрасывая воду из ствола аппарата, при этом данный процесс чередуется с паузами накопления жидкости в гидроаккумуляторе, что позволяет увеличивать длительность воздействия дождя на растение и окружающую его среду.

Водный режим

В зависимости от условий выращивания маточника интенсивность водоотдачи листьев отводков также была различной. Так, листья растений, снятых с вариантов применения импульсного дождевания, имели максимальные значения данного параметра — до 38–58%, а с контрольного участка — лишь 21–42%.

При этом в дни проведения поливов и в последующие 1–3 суток водоотдача листьев у отводков на контроле могла превышать данный критерий у растений с опытных вариантов практически на 36%, в то время как между схемами с импульсным дождеванием разность величин была низкой в связи с одинаковым режимом подачи воды.

Наибольший уровень транспирации листьями отводков маточника фиксировался при импульсном дождевании — до 82 г/кв. м за час. Данное значение на участке с обычном способом орошения было ниже и не превышало 63 г/кв. м за час. Во время проведения полива на контрольном участке показатели транспирации возрастали до 87 г/кв. м за час, после чего они снижались в течение 1–2 дней и оказывались меньше по сравнению с опытными делянками до следующего орошения.

Дефицит относительной тургесцентности листьев отводков на вариантах с импульсным дождеванием не превышал 17,5% в жаркие часы суток, а при обычном способе он составлял 20% и более. Относительная тургесцентность листовых пластин на контрольном участке возрастала при поливе за счет обильного водоснабжения, и дефицит ее уменьшался до 14%, однако через 2–3 дня вновь отмечалось усиление недостатка воды в листьях до очередного орошения.

Таким образом, количество жидкости при импульсном дождевании, необходимое для полного насыщения листьев, оказалось меньшим, чем при использовании обычного способа орошения. Согласно данным проведенных опытов можно сделать вывод, что показатели водного режима растений в условиях импульсного дождевания малыми поливными нормами в дневные часы были лучше, чем у растений, орошаемых периодически обычным методом.

Вопрос микроклимата

Капельное орошение — один из видов локального увлажнения, при котором требуемое количество воды и растворенных в ней питательных веществ подается непосредственно в зону корневой системы каждого растения. Дозированное, направленное внесение жидкости в течение вегетационного периода создает оптимальный режим влажности почвы в районе корней, однако при таком подходе не решается одна из главных проблем микроклимата, от которой зависит повышение урожайности сельскохозяйственных культур, — обеспечение его постоянства.

Известно, что при низкой относительной влажности воздуха даже при оптимальном уровне влаги в почве не всегда удается создать необходимый посадкам водный режим. Возникновение лишь небольшого дефицита воды в органах растений сразу же сказывается на интенсивности и направленности физиологических и биохимических процессов, в результате чего затрудняется развитие и уменьшается урожайность сельскохозяйственных культур.

Более того, при низких значениях влажности воздуха может произойти преждевременное увядание. При этом ростовые процессы и эффективность фотосинтеза ряда агрокультур замедляются при окружающей температуре более 25ºС. Обычное периодическое дождевание улучшает микроклимат площадей, на которых оно применяется, однако результат сохраняется лишь на непродолжительный период, причем ход таких изменений не всегда достаточен для обеспечения высокой продуктивности посевов.

В свою очередь, технология импульсного дождевания направлена на улучшение микроклиматических показателей в прилегающей к растению воздушной среде и водного режима сельскохозяйственных культур при оптимальных значениях влажности почвы в заданном слое в течение продолжительного временного промежутка.

Дождевальная и капельная системы полива – преимущества и особенности монтажа

Дождевание • большая российская энциклопедия — электронная версия

Дождевание как способ полива

Как сделать капельный полив своими руками

Соорудить систему капельного полива можно тремя способами: с помощью капельницы, импровизированных фитилей либо пластиковой бутылки.

Первый способ (капельница) позволит настроить частоту подачи жидкости в почву. Для его установки нужно:

1. Подвесить сосуд с водой над уровнем горшка. В качестве сосуда можно использовать пластиковую бутылку.

2. Наконечник системы присоединяется к сосуду, а трубка, проводящая воду, опускается в землю.

3. Колесо регулятора капельницы переключается в состояние подачи воды. В течение нескольких дней придется следить за уровнем и скоростью подачи воды, но потом можно вовсе не беспокоиться за цветок.

Для изготовления второго способа (импровизированные фитили) понадобятся:

В процессе установки скрутите фитиль и поместите один край в воду, а другой в горшок с растением. Закрепите фитиль в земле с помощью колышка либо другого подходящего предмета.

Третий способ (пластиковая бутылка) считается самым распространенным и бюджетным вариантом. Для изготовления потребуется всего одна бутылка и немного сил цветовода: на крышке бутылки шилом проделывается несколько отверстий, а дно срезается.

Далее бутылка закапывается в грунт горлышком вниз, а со стороны дня заливается вода. Корни, таким образом, постепенно вбирают в себя влагу. Главное не забывать подливать воды в бутылку.

Какие еще бывают средства автоматического полива

Популярность устройств для автополива растений растет с каждым годом. Разработкой и выпуском технологий занимаются такие известные компании, как Brigadier Werkzeuge (Швейцария), Weninger (Австрия), Gardena (Германия).

Выпускаемые на рынок товары обладают различными свойствами и отличаются по следующим характеристикам:

Предлагаем вам ознакомиться с наиболее известными инструментами автоматизации ухода за растениями:

1. Керамический конус. Он включает в себя несколько комплектующих: керамический конус, сосуд и пластиковые трубки. Зауженную часть опускают в грунт, а в отверстие сверху заливается вода. За счет давления жидкость медленно поступает в землю. Таким образом, вода подается внутрипочвенным способом и в особом контроле не нуждается.

2. Капиллярный мат. Это покрытие из гигроскопичного материала, которое расстилается как ковер на плоской поверхности, где в дальнейшем будут стоять цветы (например, на столе). Под мат подстилается пленка. Это делается для того, чтобы уберечь поверхность от деформации влагой. Один из краев мата опускается в емкость с водой. Растения, таким образом, получают корневой полив.

3. Стеклянные колбы с керамическим конусом. Инструмент располагается прямо в почве. Там, благодаря капиллярно-пористой структуре, он равномерно увлажняет субстрат.

4. Горшок с самостоятельным корневым поливом. Его конструкция состоит из двух частей: резервуара для жидкости (кашпо) и горшка для цветка, который помещается внутрь. Кашпо заполняют водой вручную. Объем зависит от размеров резервуара. Как правило, всех резервуаров для жидкости хватает на то, чтобы цветок не ощущал дискомфорта на протяжении нескольких недель. Однако система начинает работать только после того, как корни прорастут до кашпо.

Классификация по преобразованию потока воды

Какими бывают дождевальные установки и машины? По характеру преобразования струй воды в дождь они делятся на две группы – веерные, а также струйные. В первых из них создается широкий поток. Он похож на тонкую пленку в виде веера. Встречая на своем пути сопротивление воздуха, этот поток распадается на небольшие капли.

Из струйной дождевальной установки вода выходит в виде осесимметричных потоков. Встречая сопротивление воздуха при своем движении, они распадаются на капли. Подобный тип агрегатов позволяет орошать прилегающую к нему территорию в форме сектора. Для того чтобы увлажнить участок по кругу, такому потоку придают угловое (вращательное) движение с помощью поворотных устройств.

Струйные аппараты, в свою очередь, подразделяются на дальне-, коротко- и среднеструйные. Первые из них являются наиболее производительными. Однако их недостаток в том, что они разбивают воду на более крупные капли, чем короткоструйные аппараты. Интенсивные потоки искусственного дождя приводят к быстрому образованию стока и луж.

Среднеструйные установки производят потоки воды от 0,1 до 0,22 мм в течение минуты. Данный показатель может быть снижен до уровня 0,05-0,06 мм в минуту. При этом подобные аппараты позволяют получить капли, обладающие небольшим диаметром. Благодаря этому такие установки применяются на участках с большими поливными нормами.

Для того чтобы увеличить площадь захвата, а также сократить среднюю интенсивность дождя, используются агрегаты импульсного действия и с удлиненными стволами.

Классификация по принципу действия

На какие еще виды подразделяют дождевальные установки для полива полей? По своему принципу действия их делят на позиционные, а также работающие в движении. Первые из них представляют собой разборно-распределительный трубопровод с гидрантами, а также с двумя крыльями, снабженными короткоструйными насадками или среднеструйными устройствами.

Позиционные короткоструйные машины по своей конструкции представлены двухконсольной дождевальной фермой, которая навешивается на башню гусеничной самоходной опоры. Нижним ребром агрегата является водопроводящая труба. Ее наружный конец соединяют с гидрантом. На трубе имеются открылки с насадками.

Такая стационарная дождевальная установка позволяет практически полностью автоматизировать процесс увлажнения почвы. Ведь в этом случае агрегат находится на участке на весь поливочный сезон. Позиционная дождевальная установка питается, как правило, от одного устройства.

Им может служить, например, насос, который забирает воду из расположенного неподалеку водоема, водопровода и т.д. Отрицательные стороны стационарных установок заключены в их низком коэффициенте использования в течении определенного времени. Для проведения расчетов дождевальных стационарных установок потребуется знать их производительность, дальность выброса струи, а также размер орошаемой площади.

Существует и такой вид дождевальной установки, как полустационарная. Она представляет собой передвижные полуавтоматические агрегаты, предназначенные для шлангового полива.

Более маневренными считаются передвижные дождевальные установки. Однако для их обслуживания требуется специально закрепленный персонал.

Обустройство дождевальной установки на личном участке

Просто замечательно, если в той зоне, где находится ваш дом или дача, регулярно проходят дожди, полностью удовлетворяющие потребность растений в воде. Однако такое везение бывает далеко не у всех. Большинство садоводов вынуждено периодически производить полив своих клумб, газонов и грядок.

Для максимальной автоматизации данного процесса может быть приобретена специальная дождевальная установка. Однако подобное удовольствие потребует значительных финансовых вложений. Для того чтобы сэкономить деньги, можно сконструировать дождевальную установку своими руками.

Для изготовления самодельной дождевой установки понадобится:

— алюминиевая трубка, диаметр которой равен 10 мм;

— хомуты;

— две трубки ПВХ;

— дрель;

— ножовка по металлу.

В каждой из ПВХ-трубок необходимо просверлить по одному отверстию диаметром 10 мм. В них вставляется алюминиевая трубка. В этой детали ножовкой по металлу пропиливаются щели (крестообразные, вертикальные или наклонные). Далее на одном конце этой алюминиевой трубки необходимо установить заглушку, а к другому подсоединить шланг, закрепив его с помощью хомутов.

Подобное устройство позволяет с легкостью изменять направление орошения. Для этого достаточно повернуть металлическую трубку.

Можно использовать подобную дождевальную установку для террариума, что позволит поддерживать в нем необходимый уровень влажности.

Оптимизация условий

В ходе опытов наиболее интенсивный рост отводков маточника отмечался на первом варианте — за годы наблюдений к концу вегетации он имел значения от 78 до 81,2 см. На второй и третьей схемах данные показатели были ниже: они колебались от 68 до 79 см и от 66 до 74 см соответственно.

При этом особенности развития корневой шейки отводков по вариантам опыта показали, что у растений с первого участка диаметр данного органа составлял лишь 4,7–8,2 мм, в то время как на других опытных делянках он достигал 6,5–9 мм и 6,5–11 мм соответственно.

При обычном орошении рост отводков изменялся в пределах 49–72 см при диаметре корневой шейки 4,6–8,2 мм. Следует отметить, что на вариантах с использованием импульсного дождевания большинство корней растений было вторичного строения, а их длина составляла 10–15 см, в то время как на контроле корневая система имела первичную структуру и размер до 10 см.

Зона окоренения отводков при импульсном дождевании равнялась 7–10 см, размер области корнеобразования достигал 11–12 см, а на контрольной схеме данные показатели составляли лишь 3–8 и 8–9 см соответственно. Отводки при опытном увлажнении отличались большим количеством точек корнеобразования, тогда как на варианте с использованием обычного метода корневая система растений оказалась развита слабее и состояла в основном из первичных корней.

Таким образом, проведенные специалистами ТОО «Казахский научно-исследовательский институт водного хозяйства» исследования показали, что достичь эффективного повышения продуктивности маточника плодовых культур можно с помощью импульсного дождевания. Рассматриваемая технология обеспечивает оптимальную влажность почвы в соответствии с принятым горизонтом увлажнения корневой зоны растений, способствует улучшению микроклимата в среде развития сельскохозяйственных посадок в дневные часы и их водный режим, а также повышает продуктивность возделываемых культур.

Применение технологии импульсного дождевания позволяет увеличить урожайность маточника вегетативно размножаемых подвоев в среднем на 19,4% по сравнению с обычном способом орошения. Более того, данная методика при уменьшении почвенного слоя увлажнения кустов до 20 см для ущемления их водного режима после окучивания обеспечивает оптимизацию условий роста и развития растений, а также выход стандартных отводков до 120,4 тыс. штук на гектар. В связи с этим такой способ орошения может быть рекомендован для применения в засушливых зонах.

Опытная оценка

Сейчас при закладке садов и маточников плодовых культур в качестве способа орошения обычно выбирается капельный полив, хотя импульсное дождевание может быть не менее эффективным. В связи с этим специалисты ТОО «Казахский научно-исследовательский институт водного хозяйства» решили изучить эффективность реализации этой технологии в сравнении с методом обычного периодического дождевания.

Опыты закладывались на участке трехлетнего маточника вегетативно размножаемых подвоев ММ-106. Схема посадки была 1,8×0,2 м. Климатические условия во время эксперимента были типичными для данного региона. В летний период вегетации растений в дневные часы наблюдались высокие температуры воздуха — до 43ºС, при этом средняя относительная влажность воздуха составляла 30,7–49%.

В ходе исследования изучались различные технологические способы полива маточника. На первом участке реализовывалось импульсное дождевание с поддержанием уровня влажности почвы 75–85% НВ в слое 0–50 см в течение всей вегетации, на второй делянке применялись такие же условия в период до окучивания отводков маточника, а после данного процесса влажность регулировалась в слое 0–35 см.

На третьем варианте толщина почвы после окучивания была уменьшена до 0–20 см. На четвертом участке проводилось обычное периодическое дождевание — данная делянка являлась контрольной для сравнения с изучаемыми схемами. Управление влажностью расчетного слоя почвы в зависимости от фаз развития культуры имело особое значение и обеспечивало качество получаемой продукции.

Особенности полива

В целях установления специфики изменения микроклимата в среде развития растений и оценки его влияния на рост и продуктивность маточника вегетативно размножаемых подвоев все поливы во время опыта осуществлялись в дневные часы. Режим подачи воды импульсным методом обеспечивал принцип непрерывного водоснабжения в соответствии с суточными дефицитами потребления и принятым уровнем влажности в назначенных слоях почвы.

При обычном дождевании внесение оросительной нормы осуществлялось периодически с учетом недостатка в обеспечении влагой между поливами. Такой режим позволял организовать подачу воды к сельскохозяйственным культурам в течение заданного времени и оказывал кратковременное влияние на микроклимат в прилегающей к растениям воздушной среде.

Оросительная норма по годам исследований составила для первого варианта от 3485 до 3676 куб. м/га, для второго — 3395–3547 куб. м/га, третьего — 3375–3468 куб. м/га, а для контрольного — 3480–3710 куб. м/га. С учетом затрат воды на формирование микроклимата и снос за пределы участка оросительная норма увеличивалась на 16,2–20,2% в зависимости от применяемой технологической схемы и сложившихся метеорологических факторов в течение вегетации растений.

Различия в затратах жидкости за данные периоды складывались в связи с дифференцированными погодными условиями по годам эксперимента, принятым уровнем влажности заданного слоя почвы, технологическими задержками проведения поливов, расходами воды на формирование микроклимата и сносом за пределы участка.

Устройства барабанного типа

Оросительное оборудование данного вида полностью соответствует своему названию. Барабанная дождевальная установка состоит из колесной тележки, на которой находится разбрызгиватель или спринклер, а также из самой машины. На последней имеется барабан. На него наматывается полиэтиленовый шланг

Каков принцип работы дождевальных установок барабанного типа? Тележка, соединенная с машиной при помощи полиэтиленового шланга, передвигается по полю, осуществляя при этом орошение почвы. Одним из основных преимуществ подобных агрегатов является их способность к быстрой установке.

Недостаток агрегатов барабанного типа заключен в потере части воды во время работы. Это происходит за счет высокого распыления жидкости в воздухе, когда некоторая часть потока сдувается ветром. Происходят потери и за счет испарения. Несмотря на подобный недостаток, машины барабанного типа очень часто используют для орошения небольших полей, а также площадей, обладающих неправильной формой.

Расчет нормы полива при применении установок барабанного типа, производится с учетом скорости движения тележки, а также того объема воды, который подается по шлангу.

Устройства капельного полива, которые можно найти в магазине

Для автоматического капельного полива комнатных растений используется устройство LUX-TOOLS – конусная капельница, выкачивающая воду через шланг из расположенного рядом резервуара с водой.

Выставить требуемый уровень подачи воды можно непосредственно через конус. Чтобы это сделать, его нужно погрузить в землю примерно на 10 см. В течение суток устройство может израсходовать максимум 80–100 мл. воды.

Но учитывайте, что для тех видов растений, которые потребляют большое количество влаги, придется устанавливать сразу несколько таких капельниц.

Из недостатков устройства: конусы и трубки часто забиваются, поэтому служат недолго. Впрочем, и стоимость LUX-TOOLS тоже невысока. При желании можно найти аналоги данного приспособления.

Для цветоводов, располагающих коллекцией из нескольких десятков домашних растений, отлично подойдет инструмент для полива под названием «Комплект для полива в выходные дни». Его производством занимается компания Gardena.

Система комнатного автополива растений рассчитана сразу на 36 цветков. Несмотря на свое название, она отлично подходит и для ежедневного использования.

Принцип работы устройства: погружной насос перекачивает жидкость из расположенного рядом бака в горшок с растением при помощи шлангов. Насос включается автоматически. Таймер выставлен на подачу воды один раз в сутки в течение минуты.

В системе есть три разных распределителя (они отличаются друг от друга по цвету) для подачи жидкости. У каждого из них своя пропускная способность. Рабочий процесс запускается от трансформатора, герметично защищенного от влаги. Его подключают к электрической сети и в дальнейшем используют либо в помещении, либо на открытой площадке.

В числе минусов представленной системы – недостаточно длинные шланги подачи жидкости. Из-за них цветы должны стоять только рядом друг с другом, что может быть не очень удобно в небольших помещениях. Изготовитель рекомендует сортировать растения по группам, где главный критерий отбора – потребность в поливе.

Наличие большого бака для воды, проводов и трансформатора делают систему не самой эстетичной для интерьера. Но тут уж надо выбирать: или красота, или удобство.

Устройство для орошений полей «валлей»

Эти дождевальные машины производятся в США. Главным преимуществом подобных агрегатов является высокое качество орошения и минимальные потери воды при максимальной автоматизации процесса. Управлять большим количеством таких устройств может всего один человек, рабочее место которого расположено в офисе. Конструкция американских машин создана из полностью оцинкованных деталей. При этом она весьма стабильная и мощная.

Подобная система обладает целым рядом преимуществ. Так, она способна охватить большую территорию, а также обеспечить высокую гибкость использования, что вряд ли позволят сделать другие агрегаты для орошения полей. Подобные преимущества позволяют осуществлять применение дождевальных установок «Валлей» под сахарную свеклу и прочие сельскохозяйственные культуры.

Существуют следующие модификации подобных ДМ:

1. Фронтального типа. Эта машина перемещается по всему полю и обрабатывает 98 процентов его поверхности.
2. Разворачиваемые дождевые установки. Их настраивают для орошения полей, имеющих различную ширину. В таких агрегатах для забора воды используется шланг или канал.
3. Универсального типа. Эти дождевые машины «Валлей» специально разработаны для кругового перемещения. В связи с этим у аграриев появляется великолепная возможность снижения расхода средств из расчета на один гектар.
4. Двухколесная установка фронтального типа. Такие машины обладают замечательной гибкостью при различных режимах работы. Они перемещаются по полю и способны совершать круговые движения, орошая поля неправильной или Г-образной формы.

Устройство для орошения полей «фрегат»

Выпуском дождевальных машин занимаются в г. Первомайске Николаевской области. Здесь на заводе «Фрегат» производят достаточно широкий спектр моделей, которые полностью удовлетворяют запросам сельского хозяйства, испытывающего потребность в недорогих высокотехнологичных агрегатах. Выпускаемые предприятием устройства обладают механическим принципом работы.

Дождевальные установки «Фрегат» представляют собой напорный трубопровод. Эта конструкция установлена на опорах и снабжена среднеструйными аппаратами. Движение трубопровода осуществляется по кругу, в центре которого находится неподвижный гидрант (из него в машину и поступает вода).

В самодвижущихся опорах предусмотрено устройство гидропривода, обладающего системой регулировки скорости перемещения. Здесь же находится и автоматика, которая обеспечивает поддержание на необходимом уровне прямолинейности трубопровода. Всего за один свой оборот дождевальная машина способна обеспечить необходимую поливную норму.

Вращение агрегата осуществляется с помощью тележек, расположенных на расстоянии 25 и 30 метров. Источником энергии для такого перемещения является водяное давление, которое создается в подводящем трубопроводе. Через клапан жидкость попадает в гидроцилиндры. Они и приводят в движение колеса благодаря системе толкателей и рычагов.

Такую дождевальную машину обслуживает оператор. Он задает ей ту или иную скорость перемещения, которая должна соответствовать необходимой норме полива. Подача воды к машине осуществляется от насосной станции, которая может быть стационарной или передвижной.

Исходя из длительности поливного периода, дождевальную машину «Фрегат» можно использовать на двух и более точках. Перемещение устройства с одной позиции на другую занимает примерно 5-6 часов. Его буксировка осуществляется трактором класса З Т.

Преимуществом ДМ «Фрегат» является ее высокая степень равномерности создаваемого дождя. Это достигается благодаря применению особого конструктивного решения дождевальных аппаратов, их поливом при движении по кругу и настройкой. Созданию равномерности и мелкодисперстности способствуют и различные модификации насадок-распылителей.