Количество и расстояние между капельницами при капельном орошении

Из-за нынешнего водного кризиса многие фермеры обратились к системам орошения под давлением, прежде всего к капельному орошению, чтобы воспользоваться множеством преимуществ этих систем.

Однако, чтобы построить надлежащую систему капельного орошения и получить от неё наивысшую отдачу, необходимо учитывать ряд требований. В такой ситуации капельницы — сердце системы капельного орошения — будут играть главную роль в водоснабжении.

При создании идеальной системы капельного орошения задаются 3 важных вопроса:

Тип капельницы — какой тип капельницы подходит именно мне?

Количество капельниц — сколько капельниц требуется на одно растение?

Расстояние между капельницами — каким должно быть подходящее расстояние между капельницами?

Наличие всесторонней цели, позволяющей ответить на эти 3 вопроса и принять правильные решения, которые снижают затраты и предотвращают расточительное использование ресурсов, поможет вам собрать с почвы наилучший и самый качественный урожай.

Прежде чем ответить на эти вопросы, нам необходимо учесть два важных фактора:

Выбор правильного насоса

Существуют различные типы оросительных насосов, каждый из которых подходит для определённой системы орошения. На выбор насоса влияют два важных фактора. Первый — давление воды, создаваемое насосом, второй — выходной расход, который следует выбирать с учётом давления и величины расхода, требуемых системой орошения (тип капельницы).

Качество оросительной воды

При капельном орошении внимание к качеству оросительной воды важнее, чем при других методах, поскольку высокое качество воды снижает вероятность засорения капельниц. Соединения и соли, присутствующие в некоторых источниках воды, имеют широкий спектр и могут вызывать засорение капельниц и водовыпускных отверстий в них. Среди факторов, вызывающих осаждение растворённых в воде веществ, можно назвать давление воды, температуру и высокую концентрацию растворённых в воде веществ. В зависимости от источника воды, используемой для орошения, разные растворимые вещества могут способствовать образованию отложений. Например, кальций, железо и марганец — каждый из них влияет на определение уровня кислотности и щёлочности, а затем и на количество осадка.

В итоге, прежде чем внедрять систему капельного орошения, следует проверить качество воды, чтобы при необходимости можно было применить подходящую систему фильтрации для достижения идеального качества. Ведь в системах с большим количеством капельниц устранение засоров занимает очень много времени и может привести к проблемам в планировании орошения.

Выбор типа капельницы

Выбор подходящей капельницы — один из важных вопросов, которые следует рассмотреть до начала работы системы капельного орошения. Существуют различные факторы, влияющие на выбор правильной капельницы, и знание их поможет вам повысить эффективность системы орошения.

Компенсированная капельница (PC)

Для обеспечения однородности давления в системе орошения используются самокомпенсирующиеся капельницы. Ниже приведены условия, при которых рекомендуется использование компенсированной (PC) капельницы:

Пересечённые участки с большим перепадом высот. Например, холмы или крутые участки...

Участки, где используются трубы и латерали большой длины.

Участки с уклоном более 2 %.

Чрезвычайно чувствительные культуры, восприимчивые к дефициту воды или избыточному поливу.

Участки, где однородное распределение воды имеет большое значение.

Регулируемая капельница

Благодаря возможности регулировать выходной расход у этих капельниц, их можно использовать, когда для разных деревьев и растений требуется разная потребность в воде.

Количество капельниц

Система капельного орошения состоит из различных компонентов, среди которых капельницы имеют особое значение по сравнению с остальными. Важнейшим фактором при определении подходящего количества капельниц является уровень увлажнения, необходимый на участке. Например, для обеспечения дерева необходимой водой требуется больше капельниц, чем для кустарника. В целом, поскольку молодое растение для доставки воды к корням нуждается в меньшем увлажнении, орошение проводят меньшим числом капельниц, а по мере роста растения число капельниц увеличивают. Исходя из этого, в начале проектирования системы орошения необходимо учитывать период роста и созревания растения. В целом с этой целью по возможности учитывают потребность растения в воде на разных стадиях роста, и система проектируется и планируется соответственно.

Расстояние между капельницами

Важным фактором, влияющим на расстояние между капельницами для растения, является тип возделываемой почвы. Движение воды в почве происходит по горизонтали и по вертикали. На это движение влияют 3 силы: капиллярная сила, давление воды и сила тяжести. Результаты действия этих 3 сил различны в почвах с разной текстурой. Например, в лёгких почвах, таких как песчаная, горизонтальное движение воды невелико, а движение происходит вертикально и с более высокой скоростью. В тяжёлых почвах, таких как глина, горизонтальное движение больше, но его скорость ниже. Соответственно, в песчаных почвах, где горизонтальное движение воды мало, для повышения уровня увлажнения капельницы должны располагаться ближе друг к другу. Однако в глинистых почвах из-за горизонтального движения воды по поверхности почвы капельницы можно проектировать с большим расстоянием.

Обычным фермерам без анализа почвы довольно трудно определить тип и текстуру почвы, и, глядя на почву, вы не увидите состав глины, песка или ила. Тем не менее эти составляющие в определённой степени можно распознать по внешнему виду почвы. Например, глинистая почва, высыхая, обычно трескается и растрескивается. Другой способ определения — взять горсть почвы, сжать её в ладони и скатать в комок; если он рассыпается и плохо слипается, это указывает на то, что почва песчаная.

Зная насыщение и водопроницаемость почвы, мы можем рассчитать оптимальное расстояние между капельницами. Например, если мы знаем, что скорость движения воды в почве составляет 525 мм, то для получения оптимального расстояния между капельницами мы можем умножить эту величину на 1,9. Причина использования 1,9 вместо 2 — создание небольшого перекрытия между двумя капельницами. В предыдущем примере оптимальное расстояние между двумя капельницами составляет 1 метр. Если мы не проводили испытание степени насыщения и движения воды, мы можем определить это расстояние опытным путём в зависимости от типа почвы.

Расстояние между капельницами в разных почвах (4 литра/час)

лёгкая почва (песчаная)

60 cm

средняя почва

100 cm

тяжёлая почва (глина)

130 cm

Поскольку на разных стадиях роста потребность растения в воде возрастает, у нас может возникнуть вопрос: почему бы не использовать капельницу с более высоким расходом?

Ответ на этот вопрос — знать, что не все корни растения впитывают воду. У деревьев в разных регионах глубина всасывающих воду корней различна. Например, у пустынных деревьев эти корни уходят на глубину до 50 метров, тогда как у садовых деревьев они распространяются лишь в пределах тени дерева. Поверхность затенения — это круглая площадь, простирающаяся вдоль ветвей дерева. Поэтому для правильного полива деревьев наши усилия будут сосредоточены на поверхности затенения. В итоге увеличение расхода капельницы не повысило степень увлажнения корней растения, а излишняя вода лишь ушла в глубь почвы и оказалась бесполезной для растения. В целом учёт глубины корней растения на каждой стадии роста и определение подходящей продолжительности полива эффективны для оптимизации орошения и предотвращают расточительное использование воды.

Два момента при использовании системы капельного орошения:

Продолжительность полива почвы капельницей из-за вымывания минералов почвы оптимально принимается равной от 1,5 до 2 часов.

Чтобы растение не испытывало водного стресса, интервалы между поливами обычно не превышают трёх дней.