Автоматический полив газона: принцип работы системы и оборудование
Одним из обязательных условий для сохранения здорового и красивого вида газона является его полив. Особенно в тех регионах, где засушливое, жаркое лето. Когда дожди проходят редко, а газон поливается нерегулярно, то листья травы начинают выгорать и лужайка становится жёлтой. Чтобы вернуть газону прежнюю красоту, понадобится много воды и времени. Ведь для восстановления поверхностного смачивания недостаточно: грунт должен напитаться водой, она должна проникнуть в почву на 5-6 см как минимум. Однако не стоит дачникам забывать и про трубы для отвода грунтовых вод, которые будут, как нельзя кстати при затяжных дождях и позволят сохранить газон в целости. 
Как газонные травы поливать правильно? Можно из шланга, но на сегодня отличным вариантом для экономии времени и воды является применение автоматической системы полива газона.
Установить такую систему несложно. Трубы прокладываются после подготовки грунта под газон, до момента посева травяной смеси.
Если газон уже растёт, то понадобится на некоторых участках поднять дернину и после завершения монтажных работ уложить её обратно. В этом случае проще организовать для взрослого газона капельное автоматическое орошение. Но только такая система охватывает небольшую площадь. 
Монтаж системы автоматического полива лужайки, которая оснащена дождевателями, выполняется по определённому плану. Первым делом составляется проект: следует нарисовать план приусадебного или дачного участка. На плане отметить зоны, которым требуется орошение.
Учитывая форму газона и площадь полива, вычисляют требуемое количество дождевателей, их разновидности и марки. На чертёж наносят схему их расположения. Следующий шаг – это определение места, где будет осуществлено подключение электропитания системы и откуда будет идти забор воды. Водозабором выступает колодец, водопровод либо скважина. 
Принцип работы автоматической системы полива заключён в следующем: к водозаборной точке подключают насос либо насосную станцию, подающие воду через электромагнитные каналы и фильтр по трубам к дождевателям.
Если в точке водозабора недостаточно мощности или напора воды, то закачивают воду вначале в накопительную ёмкость, а уже из неё жидкость подаётся в оросительную систему. Трубы, по которым будет подаваться вода, укладываются в подготовленные траншеи. Для автоматического управления орошением систему подключают к контроллеру. 
При помощи насосной станции или насоса вода поступает из скважины или другого места водозабора к участку полива. Для стабильного функционирования системы нужно правильно произвести расчёт необходимой мощности установки.
Первое, что нужно сделать – посчитать, сколько воды будет расходоваться на полив.
Сделать это достаточно просто: требуется сложить расходы воды всех дождевателей. Например, имеется 5 устройств с расходом 3 литра в минуту. Получается, что вместе они будут потреблять 15 л/мин. Значит, в час системе потребуется 60×15=900 л/ч, в переводе на кубы получиться 0,9 кубических метра в час.
Для работы дождевателей в автоматической системе должно быть соответствующее давление (этот параметр можно найти в инструкции к устройству). От давления также зависит дальность полива.
Маркировка насоса должна содержать его производительность (указывается в кубических метрах в час), а также напор (в метрах). Получается, что 10 метров можно приравнять к 1 бару. Также учитывают, что давление частично теряется, когда вода проходит по трубопроводу. При расчете вычитают потерю 1-1,5 бара на каждые 100 метров трубы. 
Сделав все расчеты, получаем, что, например, данная насосная станция удовлетворяет по мощности нужды автоматического полива из пяти дождевателей. А также имеет определённый запас.
Дальше рассчитывают суточный объём воды, опираясь на нормы для полива газонной травы, которая составляет 10 литров на квадратный метр или 0,01 м3. Получается:
S (площадь участка с газоном в квадратных метрах) умножаем на 0,01 кубических метров в минуту = норма суточного полива всего газона (в кубических метрах).
Результат делим на время полива, которое не должно превышать 6 часов. Полученное значение должно быть меньше, чем дебит скважины. Производительность или дебит скважины — это объём воды, который подает скважина в течение часа. Когда дебит всё же меньше, то изменяют время полива. Если и это не помогло, то понадобится установка накопительной ёмкости, которая должна успевать набираться в то время, когда полив не работает.
Оптимальным оборудованием для создания автополива является центробежный насос. Такой вид устройства прост в эксплуатации и обслуживании, он отлично справляется с поддержанием давления долгое время, а также достаточно надёжен.
Чтобы агрегат функционировал правильно, прежде чем включить его, нужно наполнить водой.
Выбирают для автоматического полива как поверхностный, так и погружной насос. 
Если использовать для полива воду из скважины или колодца, то в систему могут попадать разные загрязнения (грунт, ил, песок). Чтобы уберечь форсунки дождевателей от засоров, тем самым продлив время их службы, нужно поставить фильтр.
В случае, когда давление в системе нестабильное, то для корректной работы включают в неё регулятор. Он поможет создавать постоянное давление на выходе.
Трубопровод состоит из двух участков:
- Магистраль – проходит от места водозабора до электромагнитного клапана.
- Труб, по которым жидкость поступает к дождевателям.
Рекомендовано прокладывать трубы максимально прямо, много поворотов и ответвлений снижает давление воды на выходе.
Также нужно подобрать правильный диаметр трубы. От этого будет зависеть давление воды и её объём, подаваемый к устройству полива. Естественно, данная характеристика согласуется с выходным диаметром насоса. Если отверстие насоса имеет дюймовый диаметр, то для магистрали нужно брать трубы диаметром 25 или 32 мм.
На ответвлениях нужно отталкиваться от диаметра выходного отверстия электромагнитного клапана. Для повышения давления используют на вторичных участках трубы меньшего диаметра. 
Без фитингов не получиться сделать поворот трубы, соединить трубы, создать переходы между разными диаметрами, а также делать ответвления. 
Клапаны нужны, чтобы открывать и закрывать подачу воды к месту полива. Их выбирают, отталкиваясь от расхода воды. Электромагнитные клапаны находятся в земле, для защиты имеются пластиковые коробы с крышкой, чтобы был доступ для обслуживания. Клапаны находятся под управлением контроллера.
Этот прибор является «мозгами» автоматического полива и служит для управления орошением. Вся автоматика находится в нём, он подает сигнал на электромагнитные клапаны в нужный час, включает систему в предустановленное время. Дополнительно к контроллеру подключают датчики погоды, чтобы давать сигнал устройству, когда на улице идёт дождь. Таким образом, во время осадков полив будет отключаться. 
Эти устройства также называют разбрызгивателями, оросителями или распылителями. Для газона возможно два варианта приспособления: роторное или веерное. Второй вариант способен орошать участок вокруг себя на 360 градусов, диаметр полива может доходить до 12 метров. Продаются веерные разбрызгиватели со съёмными форсунками, которые при необходимости можно менять. 
Роторные устройства вращаются, постепенно поливая определённый сектор газона. Более качественные модели могут регулировать угол орошения. Применять дождеватели сразу двух видов на одном участке нежелательно. Веерные оросители обычно применяются, когда нужно поливать маленькие лужайки, а роторные используются на больших площадях, например, на футбольном поле.
Нужно правильно расположить дождеватели, чтобы орошаемые зоны пересекались друг с другом. Также стоит учитывать, что рядом с газоном могут находиться объекты, которые поливать нежелательно – забор, дорожка или строения. Кроме того, на участке могут расти деревья и кустарники, которые из-за повышенной влажности будут болеть, и они могут препятствовать поливу газона. При размещении дождевателей все эти моменты учитываются.
Благодаря розеткам можно сделать пользование автополивом более удобным. Розетки монтируются в магистральный трубопровод, находясь всегда под давлением. Они нужны, чтобы всегда иметь возможность подключить шланг. Это может понадобиться для полива разных растений, заполнения водоема или мытья тропинок. 
В случае, когда скважина обладает небольшим дебитом, одновременный полив всего газона может быть невозможен. Тогда выполняют несколько ответвлений от магистральной трубы и создают автономные участки полива. Перед каждым таким ответвлением устанавливают электромагнитный клапан.
При помощи контроллера происходит поочерёдный полив разных участков. Зонирование участков полива требуется сделать, если часть газона находится в тени, а другая часть – на солнце (на солнце газон поливается интенсивнее).
Систему автоматического полива не нужно убирать перед холодным периодом года, однако нужно провести подготовительные работы. Нельзя допускать, чтобы в трубах оставалась вода, иначе при замерзании она их разорвёт. Чтобы иметь возможность слить воду, в нижней точке системы монтируется сливной кран или клапан. Если таким способом не удаётся полностью слить воду из труб, требуется продувка системы сжатым воздухом.
Систему капельного орошения прокладывают по поверхности газона. Установка автоматического полива не нуждается в заглублении в грунт, поэтому орошение легко создаётся на взрослом газоне. Обычно автополив капельным способом применяют на небольших либо узких лужайках, где нецелесообразно или неудобно заглублять трубы с дождевателями. Чаще капельное орошение используют для полива деревьев и кустарников, цветочных клумб и огородов (в их числе парники и теплицы). 
Для капельного полива потребуется такое же оборудование, как и для обустройства автоматического полива с дождевателями. Исключение — сами трубы и дождеватели. Вместо труб прокладывают ленты капельного полива либо специальные шланги. Современный вариант – это особые ленты с эмиттерами. Эмиттеры – это сложноустроенные капельницы, которые размещаются внутри шланга, при этом находятся они на определённом расстоянии друг от друга.
Достоинства установки капельного орошения:
- Не требуется копать траншеи, чтобы уложить трубы.
- Зона орошения регулируется проще и более чётко, в отличие от полива разбрызгивателями.
- В зону орошения включают те растения, для которых вредно дождевание: цветы и кустарники, овощные грядки.
- Исключено воздействие ветра.
Недостатки капельного полива:
- У ленты недолгий срок службы.
- На зимний период требуется демонтировать всё оборудование.
- Присутствует риск повреждения капельной установки домашними животными.
Система капельного орошения может подключаться к поливу с дождевателями. Для этого используют специальный редуктор, уменьшающий давление.
Чтобы оборудование служило долго и не ломалось, следует придерживаться некоторых рекомендаций:
- Периодически нужно проверять форсунки оросителей, чтобы они были не забиты (если необходимо, то чистить их).
- Когда грунт возле разбрызгивателей просаживается, его восстанавливают.
- Нельзя забывать менять фильтры.
- Нужно вовремя подзаряжать контроллер.
- Вовремя проводить подготовку к зиме (слив воды из труб, продувка клапанов, демонтаж метеодатчиков).
Если делать всё правильно, начиная с монтажа и заканчивая обслуживанием, то система автополива будет работать много лет, не привлекая к себе лишнего внимания.
Такая система позволит избавиться от утомительных поливов газона при помощи шланга, и поможет содержать газон в идеальном виде. В случае, когда размер лужайки невелик, сделать установку для орошения газонных трав можно самостоятельно.
Промывка засоленных почв
Засоление почвы — это процесс накопления в них растворимых солей, приводящий к образованию солончаковатых (глубинное засоление), солонцовых (поверхностное засоление) и содозасоленных почв.
По состоянию на 2021 г. по данным Института мировых ресурсов (Word Resources Institute) около 10 % поверхности континентов Земли покрыто засоленными почвами. В большей степени они распространены на территориях аридных районов. Проблема засоления почв серьезно проявляется в 75 странах мира, в том числе в Австралии, Китае, Индии, Ираке, Мексике, Пакистане, США и др. Из 222 млн га пашен засоленные и осолонцованные почвы занимают 40 млн га; солонцы, солончаки, солоди — 62 млн га. Для орошаемых земель применение агрохимической мелиорации требуется на территориях общей площадью 211 тыс. га, где сильно засоленные почвы составляют более 110 тыс. га [14].
Засоленные почвы России располагаются на территориях, составляющих 53 997 тыс. га или 5 % общей площади России, в том числе 10 % площади равнин.
При этом все природно-экономические районы нашей страны на территориях от Центрально-Черноземного до Дальневосточного, кроме Северного, засолены в пределах от 0,28 до 31,40 %. Наибольшей степени засоления подвержены Поволжский и Северокавказский регионы, соответственно на 31,40 и 16,55 % [15].
Засоление по источникам может быть первичным и вторичным. Первичное засоление почв происходит вследствие испарения грунтовых вод, солености почвообразующих (материнских) пород или в результате действия переносов солей и их отложения. Вторичное засоление возникает в результате искусственного изменения водного режима, например, при проведении неправильных технологий орошения.
Засоленные почвы представляются группой почв разного генезиса и свойств, имеющих в профиле такое количество легкорастворимых солей, которое ухудшает плодородие почв и отрицательно влияет на рост и развитие большинства растений [15].
По химизму засоления различают почвы с нейтральным засолением при pH равном или менее 8,5 (хлоридное, сульфатно-хлоридное, хлорид- но-сульфатное, сульфатное), и щелочным засолением, когда значение pH становится более 8,5 (хлоридно-содовое, содово-хлориднос, сульфатносодовое, содово-сульфатное, сульфатно-хлоридно-гидрокарбонагное).
Оценка засоления почв, как правило, определяется значениями анионов (СОз2, НС03 , S042«) и катионов (Са2 , Mg2 , Na К ) лсгкораствори- мых солей. В некоторых случаях дополнительно к ним определяют ионы боратов, нитратов и нитритов [22].
Токсичное действие легкорастворимых солей проявляется в увеличении осмотического давления почвенной влаги, снижении ее доступности для корневой системы растений, нарушении нормального соотношения элементов минерального питания, отрицательном воздействии на свойства почв. В этом случае соли могут оказывать на растения специфическое токсическое действие.
Легкорастворимые соли засоленных почв находятся как в составе почвенного раствора, так и твердых фазах почвы (как в виде минералов, так и в виде ионов в составе почвенного поглощающего комплекса).
Основными соединениями, участвующими в засолении почв, являются: карбонат кальция — мел (СаС03) — сильно сцементирован; карбонат магния (MgC03); карбонат натрия — сода (Na?C03— ЮН20) — крайне токсичен; карбонат калия — поташ (К2С03) — токсичен; сульфат кальция — гипс, алебастр (CaS04 Н20, CaS04); сульфат магния — английская соль, горькая соль — магнезия (MgS04-7 Н20) — крайне высокая токсичность для растений; хлорид натрия (NaCl) — поваренная соль (вещество, токсичное для растений); хлорид калия (KCI); хлорид магния — бишофит (MgCI2) — высокая токсичность для растений [22].
К нетоксичным солям относят СаС03, CaS04 — Н20 и Са(НС03)2.
Наибольшей токсичностью для растений обладают карбонаты натрия, затем следуют хлориды и нитраты щелочей; сульфаты — наименее токсичны. Смесь различных солей всегда более безвредна, чем преобладание одной соли [18].
С точки зрения плодородия почв наиболее важным показателем является засоленность верхнего (метрового) корнеобитаемого слоя. Наличие солей на глубинах второго метра почвенного профиля и в подстилающих породах способствует развитию вторичного засоления [15,17].
Источниками поступления солей в почвы служат горные породы, почвенно-грунтовые воды, эоловый перенос солей с моря на сушу, атмосферные осадки, разложение растительности, неэффективное орошение [14].
Основной источник образования солей в почве — процесс выветривания горных пород с последующим перераспределением солей под действием поверхностных вод и их аккумуляцией в понижениях рельефа. При выветривании горных пород образуются хлориды, сульфаты, нитраты, силикаты и карбонаты (за счет взаимодействия с С02 воздуха).
Засоление почв может происходить под влиянием тектонических поднятий, когда соленосные породы выклиниваются на рельефную поверхность ландшафта. Кроме этого также возможно вторичное растворение солей почвообразующих подстилающих пород пресными грунтовыми (ирригационными) водами, а также их перенос и аккумуляция в нижние горизонты почвенного профиля.
Засоление может быть вызвано также эоловым переносом солей с моря на сушу (импульверизация) в виде капель и твердых аэрозолей в бассейнах соленых озер, морей и с поверхности солончаков. Такой перенос солей ветром может достигать от 20 до 30 т/км2 [14].
Источником солей, кроме того, служат атмосферные осадки. Содержание солей в них обычно не превышает от 20 до 30 мг/л, но в приморских районах достигает 400 мг/л.
Засоление почв может происходить также в процессе разложения остатков растительности, особенно галофитной. В этом случае освобождаются минеральные вещества остатков растительных и животных организмов и продуктов их жизнедеятельности.
К галофитным относят растения сильно засоленных почв — солончаков и морских побережий, устойчивых к повышенным конценграциям солей. Такими являются солянки, ксрмск, тамариск, некоторые виды полыни и др.
Неэффективное орошение (превышение поливных норм и неудовлетворительный дренаж) служит причиной вторичного засоления почв.
Оросительные воды при бездренажном орошении в аридном климате могут быть источником солей в почве, так как содержат то или иное количество растворимых солей. Оптимальное содержание солей как источника питания корневой системы растения в поливной воде составляет 1 г/л и меньше.
Особо выделяются случаи засоления почвы грунтовыми водами. Они являются непосредственными источниками поступления солей в почву вследствие высокой испаряемости влаги. Поверхностные и грунтовые воды, содержащие в себе легкорастворимые соли, не всегда достигают водо- приемного русла и задерживаются на территориях рельефа с наименьшими уклонами. Уровень грунтовых вод становится близким к поверхности и составляет от 1 до 3 м, в результате чего происходит капиллярный подъем минерализованных грунтовых вод. Вода при этом быстро испаряется, а минеральные соли остаются в верхних слоях почвы, засоляя их. Наибольшая величина концентрации солей, которая при определенной глубине и режиме орошения не вызывает засоления почвы, называется критической минерализацией природных вод. Глубина расположения критической концентрации солей зависит от механического состава почвы, величины и интенсивности испарения.
Засоленность природных вод происходит в ходе насыщения природных вод минеральными веществами (солями) [15].
Степень минерализации воды оценивают по сухому остатку, представляющему собой содержание в воде нелетучих минеральных и органических соединений в единицах массы на объем воды г/м3, мг/л. Классификация минеральных вод по степени минерализации представлена в табл. 8.
Таблица 8
Классификация минеральных вод
Г руппа вод | Подгруппа вод | Минерализация, г/л |
Улырапресиыс | Менее 0,2 | |
Пресные | Умеренно пресные | от 0,2 до 0,5 |
Собственно пресные | от 0,5 до 1,0 | |
Солоноватые | Слабосолоноватые | от 1,0 до 3,0 |
Умеренно солоноватые | от 3,0 до 10 | |
Соленые | Слабосоленые | от 10 до 30 |
Сильносоленые | от 30 до 50 | |
Слабые | от 50 до 100 | |
Рассолы | Крепкие | от 100 до 320 |
Сверхкрепкие | от 320 до 500 | |
Предельно насыщенные | Свыше 500 |
Под критической минерализацией грунтовых вод понимают степень концентрации солей, при которой в условиях гидроморфных почв (в естественных условиях или при ирригации и дренаже) капиллярновосходящие токи грунтовых вод вызывают засоление верхних почвенных горизонтов.
По водородному показателю pH засоленные природные воды подразделяются на кислые, когда pH составляет менее 7, нейтральные при рН=7 и щелочные при pH более 7.
Для характеристики состава промывочных вод применяют полевой, сокращенный и полный анализы.
Промывки засоленных почв подразделяют на капитальные и эксплуатационные (профилактические). Капитальные промывки проводят при среднем и сильном исходном засолении почв, эксплуатационные — при слабом засолении. Нормы расходов воды при капитальных и эксплуатационных промывках зависят от содержания и химизма воднорастворимых солей в почве, мощности промываемого слоя, воднофизических и физико-химических свойств почв и грунтов, минерализации промывной воды и условий их отвода.
Промывной нормой нетто называют количество воды, необходимой только для растворения и выноса водно-растворимых солей из расчетного слоя почвы. Она измеряется в метрах слоя воды м/га или в кубометрах на гектар (м/га).
Общее количество воды, необходимое для удаления из почвы избыточных солей промывкой на площади 1 га, называют промывочной нормой брутто. Промывочные нормы устанавливают расчетом и на основании изучения опыта промывки засоленных почв в условиях проектируемого объекта или по аналогам, полученным в аналогичных почвенномелиоративных условиях. Такая норма на глинистых почвах в 4 раза больше, чем на почвах легкого механического состава. При этом она колеблется от 1500 до 12500 м3/га и складывается из объема воды, необходимого для насыщения слоя почвы И для наименьшей влагосмкости, и из объема воды, необходимого для растворения избыточных солей, вымывания и отвода их в дренаж. Засоленные земли промывают следующими друг за другом поливами с интервалом не более восьми дней.
Наибольшая эффективность промывного полива наблюдается при поливной норме, соответствующей от 30 до 40 % наименьшей влагоемко- сти опресняемого слоя. Для метрового почвенного слоя на легких почвах норма промывного полива находится в пределах от 700 до 900 м3/га, на средних — от 900 до 1100 м3/га и на тяжелых — от 1100 до 1500 м3/га [25].
