Литературен преглед на капковото напояване и дъждуване

Здравейте читатели на блога. В тази публикация ще Ви представя малка част от дипломната ми работа, с която се дипломирах специалност "Агрономство-Хидромелиорации" - степен бакалавър - квалификация "Агроном" през 2010 г. Темата на дипломната ми работа беше "Съвременни технологии за напояване на селскостопанските култури - обзор". Тази тема я избрах, защото водата е много ценно нещо и трябва да се мисли да се пести този ценен ресурс на нашата планета. Като писах дипломната ми работа разгледах "Литературен преглед на капковото напояване и дъждуване", "Основни насоки при напояване на зеленчуци с капково инсталация за условията на България" и "Основни насоки при напояване на зеленчуци с дъждовална инсталация за условията на България". В тази публикация ще Ви запозная с "Литературен преглед на капковото напояване и дъждуване". А ето какво е хубаво да научите:

В настоящята дипломна работа разглеждам поливна техника при домати – капково напояване, пипер – капково напояване и зеле – дъждуване.

            Капковото напояване е метод, при който водата и хранителните елементи се подават само в определена точка без да се разпръсква. По този начин се навлажнява директно само зоната, в която са разположени корените на растението и водното количество е точно дозирано.

            При този начин на напояване влажността на почвата се поддържа през целия вегетационен период около една оптимална стойност, близка до тази при пределна полска влагоемност.

            Това е основното, което го отличава от традиционните начини на напояване, при които почвената влажност се изменя в широк диапазон.

            Капковото напояване позволява да се избегне този недостатък като се попълват често запасите от вода в почвата, изразходвани в предшествуващия период.

            При капкото напояване ролята на почвата служи като “проводник” на вода.

            При капковото напояване се променя съотношението между компонентите на евапотранспирацията, евапорация и транспирация, в полза на транспирацията.

            При определен приток на слънчева радиация намаляването на евапорацията води до увеличаване на транспирацията и тъй като фотосинтезата е тясно свързана с транспирацията, нейното увеличаване е причина за по-голяма продуктивност на сухо вещество.

            Когато системите са прецизно проектирани, добре изпълнени и правилно експлоатирани този метод има много предимства.

1.      Икономия на поливна вода. Според изследванията, проведени у нас и в чужбина, при капковото напояване в зависимост от климатичните условия, вида на отглежданата култура, икономиите на поливна вода са в границите от 20% до 40%.

2.      Намаляват се разходите на труд. При капковото напояване разходите на труд могат да достигнат до 10%от тези при повърхностното напояване и 30%от разходите за дъждуване.

3.      Повишават се количеството и качеството на добивите в резултат на благоприятния водно-въздушен и хранитилен режим, който се поддържа в почвата.

4.      С водата за напояване могат да се подават и хранителни елементи.

5.      Икономия на енергия и материали.

6.      Възможността част от почвата да се поддържа суха ограничава развитието на плевели и улеснява работата на селскостопанските машини.

Недостатъци на системата за капковото напояване са сравнително високите капиталовложения, невъзможността да се извършват противомразови поливки и регулера микроклимата в напоителното поле. Друг основен недостатък е използването на филтри за пречистване на водата за напояване, защото в нея се съдържат едри пясъчни частици.

През последните години капковото напояване навлезе в мелиоративната практика на почти всички страни с развито поливно земеделие.

Всяка система за капково напояване от класически тип се състои от водоизточник, команден възел, главен тръбопровод, разпределителни тръбопроводи, поливни крила и капкообразуватели.

Системите за капково напояване са стационарни. При трайните насаждения поливните тръбопроводи остават и след приключване на поливния сезон, докато при едногодишните култури те се прибират, за да не пречат на обработката на почвата.

Капковото напояване обхваща различни начини за подаване на водата и хранителните елементи. То се характерезира с непрекъснати или на чести поливки, съответстващи точно на водопотреблението на културите. Водата се подава в определени точки на поливния блок, съобразени с разположението на културите, така че се навлажнява ограничена част от почвената повърхност, без да се получава стичане или филтрация в дълбочина. По този начин влажността на коренообитаемият почвен слой се поддържа през целия вегетационен период около една оптимална стойност, без да се наблюдават значителни колебания, характерни за повърхностното напояване, а за голяма степен и за дъждуването.

Капковото напояване е метод за напояване, при който навлажняването на почвата се осъществява по капилярен път. Това позволява да се постигне оптимален водно-въздушен режим за развитие на растенията и да се предотвратят загубите от филтрация в дълбочина. Този метод представлява подаване на вода в определени места, там където са разположени корените на растенията, без да се разпръсква или да покрива повърхността на почвата.

Капковото напояване позволява да се поддържа водно-въздушен и хранителен режим, в коренообитаемата зона на растенията, което създава условия за оптимално развитие на културите и за получаване на високи добиви. Капковото напояване се прилага на чести интервали. В зависимост от вида на почвата те могат да бъдат сведени до един на ден. По този начин почвата запазва необходимата степен на влажност.

Средното увеличение на добивите при отглежданите култури на открито зеленчуци (домати, пипер и други) варира средно от 50% до 80%, а узряването с 5 до 10 дни по-рано.

По същество системите за капково напояване са стационарни и позволяват автоматизиране на поливния процес, поради което разходите за провеждане на поливките са значително по-малки.

Възможността за по-ефективно използване на водата е един от най-главните положителни черти на капковото напояване, като се имат предвид ограничените възможности на водоизточниците и тенденцията към засушаване в България.

Намалението на разходите при използването на капковото напояване е от 20% до 80% в сравнение с другите методи за напояване. То зависи от климатичните условия , вида на културите и почвата и степента на използване на възможностите на системата.

Капковото напояване е метод на съсредоточеното напояване, т.е. напоява се само един малък процент  от почвения слой. При повърхностното напояване, и особенно при дъждуването, почвения слой се напоява почти изцяло. В същото време е погрешно да се мисли, че капковото напояване снижава разхода за вода, защото лишава растенията от ниобходимата им влага. Истина е, че този метод има коефициент на полезно действие над 95% за разлика от повърхностното напояване, където този процент е около 35%, а при дъждуването – около 65%.

Размерът на реализираната икономия на вода зависи както от климатичните и почвените условия, така и от вида на отглежданите култури и се получава в резултат на:

·        специфичния поливен режим при който се постига съответствие между подаваното водно количество и водопотреблението на културите

·        ограничаване на навлажняваната площ само в отделни петна или ивици вследствие на съсредоточеното подаване на вода. В зависимост от гъстотата на засаждане на културите, големината на навлажняваната площ може да достигне 40%от общата площ, заета от културите

·        отсъствие на повърхностен отток, какъвто може да се получи при повърхностните методи на напояване, и по-малка филтрация в дълбочина

·        ограничаване на развитието на плевелната растителност, която също е консуматор на вода

·        избягване преовлажняването на известна част от площта, което е характерно за повърхностните начини на напояване

·        елиминиране разсейването на водната струя и изпарението на задържаната върху листата на растенията вода, което се наблюдава при дъждуването

Изследванията у нас през последните години потвърждават тенденцията за реализиране на икономии на вода при капковото напояване, което в зависимост от вида на културите, климатичните условия на отделните години и начините на напояванетто, са в границите от 30%до 70%. При това независимо от по-малката реализирана напоителна норма полученият добив от капково напояваните култури е по-голям отколкото добивът при дъждуване или при напояване по бразди.

Капковото напояване притежава редица други положителни черти, които определят ефекта от този начин на напояване и възможността за приложението му в случаите, когато другите методи за напояване не могат да се използват успешно, като например:

·        Подаването на торове се извършва едновременно с водата, което позволява да се осигури най-подходящ хранителен режим на растенията, съобразен с изискванията през различните фази на развитието им. Това води до намаляване разходите на труд  и количеството на необходимите торове с около 50%. Освен това значително може да се подобрят разпределението на хранителни елементи в почвения профил и коефициентът на ефективното им използване от растенията.

·        Автоматизирането на поливния процес осигурява точно дозиране на необходимата поливна норма и регулиране на подаваното водно количество съобразно с измененията на климатичните фактори с потребностите на растенията. Освен това се подобряват условията на труд. При правилно проекиране и оразмеряване на системата за капково напояване може да се постигне максимална равномерност при разпределението на водата в поливния блок. Подробна степен на равномерност по-трудно може да се реализира при дъждуването и повърхностното напояване. По този начин се уеднаквява развитието на растенията и се улеснява прибирането на продукцията.

·        Ограниченото навлажняване на почвената повърхност в поливния блок не създава пречки за работа на селскостопанските машини. Не е необходимо да се изчаква изсъхването на почвата след провеждане на поливките, както се налага при дъждуването и повърхностното напояване. Всички други агротехнически мероприятия могат да се извършват едновременно с провеждането на поливките. Това позволява да се създаде по-добра организация на труда и ритмичност при използване на машините.

·        Малките водни количества и липсата на повърхностен отток не създават опасност от ерозия на почвата, затова капковото напояване много успешно може да се приложи при стръмни терени, където другите начини за напояване е невъзможно да бъдат използвани без отрицателни последствия.

·        Малкото водно количество, с което работи инсталацията за капково напояване, дава възможност за използуването на ограничени водоизточници (например сондажни кладенци при сравнително по-бедни водни хоризонти).

·        При капковото напояване не се налага основно подравняване на почвената повърхност заради поливането. Конструкцията на системата позволява без всякакви затруднения да се напояват парцели с неправилна форма, което при дъждуването е свързано с усложняване на технологичния процес, а понякога и до напояване на определен процент от площта.

·        Развитието на плевелната растителност е силно ограничено, тъй като почвата между редовете на културата остава суха. Борбата с плевелите е улеснена поради възможността за внасяне на хербицидите чрез напоителната мрежа, без да са необходими допълнителни разходи на труд.

Поради поддържането на постоянна влажност близо до корените на растенията, концентрацията на водоразтворимите соли в почвата намалява, което позволява да се използват води с по-високо съдържание на соли, както и на капково напояване при засолени почви. Поради точното дозиране на водата не се създава опасност от повишаване нивото на подпочвените води и вторично засоляване на почвите.

При капковото напояване не се мокрят листната маса и плодовете, което при някои култури (особено при зеленчуковите)е от съществено значение за преодоляване на заблатяванията и получаване на реколта с високо качество.

При системите за капково напояване е необходимо по-малко работно налягане по тръбопроводите в сравнение с дъждуването, което намалява капиталовложенията за помпени агрегати и експлоатационните разходи при провеждане ва поливките.

Таблица 1

Сравнителна таблица на свойствата на повърхностното напояване, на дъждуването и на системите за капково напояване Евродрип

Показател	Повърхностно напояване	Дъждуване	Евродрип
1.      Добиви - зеленчуци	100	-	130 - 170
2.      Разход на труд	100	35	8
3.      Разход на торове, химикали, хербициди, пестициди и други	100	100	50 - 70
4.      Разход на вода	100	80	20 - 80
5.      Раннозреене	-	-	10 – 15 дни по-рано от другите методи
6.      Стимелиране на заболяване по растенията	да	Да	не
7.      Равномерност на напояването	не	не	да
8.      Разсейване на водната струя	да	да	не
9.      Дълбочина на фитрация (промиване) на почвите	да	не	не
10. Стимулиране на развитието на плевели	да	да	не
11. Затруднения за други селскостпански мероприятия	да	да	не
12. Използване на ограничени малки водоизточници	не	не	да
13. Използване на води с високо съдържание на соли	не	не	да
14. Приложение при силно ерозирали и наклонени терени	не	не	да
15. Приложение при ветровити терени	да	не	да
16. Възможност за автоматизация на напояването и наторяването	не	частична	да
17. Необходим напор (работно налягане)	нисък	висок	нисък

Напълно изградената капкова система се състои от следните елементи:

·        Воден източник и помпа

·        Контролно звено (филтър, торосмесител, регулатор на налягането)

·        Главни и вторични тръбопроводи

·        Капкови маркучи

·        Капкообразуватели

Най-критичната точка в системата са капкообразувателите. В момента в света са познати над 500 вида капкообразуватели и с развитието на приложните изследвания техния брой непрекъснато нараства. Въпреки това само малка част от тях издържат конкуренцията със своите качествени показатели. Затова е необходимо земеделците да проучват и да познават предлаганите на пазара продукти в детайли като отчитат, че евтиното винаги излиза скъпо.

Капковото напояване има почти универсално приложение:

§  По отношение на терените и климатичните условия

§  При сложен релеф и голям наклон на терена (до 45⁰ и повече), където другите начини на напояване са неприложими или използването им е свързано с големи разходи

§  В райони с по-продължителни засушавания и с постоянни силни ветрове

§  При местни водоизточници със сравнително ограничени водни количества

§  При почви с малка мощност и с много ниска или висока пропускливост, почви показващи тенденция към засоляване и водоизточници с по-високо съдържание на водоразтворими соли

По отношение на напояваните култури:

Капковото напояване трябва да се използва при интензивни култури, които реагират силно на напояването, при които количеството и качеството на получения добив от тях зависи много от условията на влажността, създадена в почвата.

Зеленчуковите култури, които могат да се напояват с капкови системи са: домати, пипер, моркови и други.

При гъсто засадените култури е необходимо полученият доход да дава възможност за по-бързо откупуване на направените капитални вложения, нарастващи с намаляване на междуредовото разстояние.

Капковото напояване е особено целесъобразно за зеленчукови култури, отглеждани в оранжерии, където от една страна, поради честите поливки експлоатационните разходи на труд са по-ниски, а от друга - целогодишно отглеждане на растенията при подходящ поливен режим. Това дава възможност за висок доход и пълно натоварване на напоителната система.

По отношение на икономическите условия:

·        Капковото напояване е подходящо при недостиг на работна ръка, тъй като рязко намалява броят на необходимите поливачи на единица площ.

·        При него намаляват напоителните норми и загубите на вода.

Във всички случаи решението за използване на капково напояване трябва да се основава на подробни икономически сравнения по отношения на очаквания чист доход при различните начини на напояване.

Дъждуването, за разлика от капковото напояване, се характеризира с това, че напоителната вода се разпръсква във въздуха под напор с помощта на специални апарати и пада върху растенията и почвата във вид на изкуствен дъжд.

При този вид напояване, подобно на естествения дъжд, се създава добър микроклимат на напояваните култури и водата се разпределя равномерно върху поливните площи без да се предизвиква почвена ерозия.

Намаляването на водните ресурси и нарастването на цената на водата налага дъждуването като предпочитан начин на напояване, който при правилно подбрани параметри е водоспестяващ и екологосъобразен метод, съответстващ с изискванията на Европейския съюз за качествено напояване.

Основните методи, които определят качеството на дъждуването са: интензивност на дъжда, равномерност на поливната норма и едрина на капките.

·        Интензивността на дъжда представлява слоят вода, паднал за единица време и се измерва в мм/час, като ниската интензивност е до 5 мм/час, средната интензивност е от 5 до 10 мм/час, а високата интензивност е над 15 мм/час

·        Равномерността на разпределение на изкуствения дъжд има важно значение за качеството на дъждуването и зависи от конструкцията на дъждувалните апарати, от взаимното им разположение, от скоростта и посоката на вятъра

·        Едрината на капките е от съществен качествен показател при дъждуването, който трябва да бъде съобразен с вида на напояваните култури и типа на почвите

Предназначение и области на приложение за напояване чрез дъждуване:

·        при ограничени водни ресурси

·        при наклонени терени, когато съществува опасност от възникване на почвена ерозия

·        при полски и технически култури

·        за постигане на добра равномерност на поливането и устойчиви добиви от земеделските култури

·        при недостиг на ръботна ръка

Ограничения за напояване чрез дъждуване

·        Наличие на електропроводи в поливния участък

·        Ветровити условия в района – скорост на вятъра над 4.0 м/сек

Дъждуването има своите предимства пред останалите начини на напояване, които се изразяват във:

·        по-равномерно и точно дозиране на поливната норма, спрямо повърхностното напояване

·        регулиране на интензивността на дъжда в съответствие с поливната възможност и структура на почвата

·        възможност за избор на подходяща едрина на капките в съответствие с вида и фазата на отглежданата култура и почвения тип

·        възможност за механизация и автоматизация на поливния процес

·        предпазване на почвата от напоителна ерозия

·        възможност за провеждане на напоителни, освежителни и противосланови поливки

Недостатъци на дъждуването:

·        по-високи разходи на енергия

·        изисквания към климатичните фактори – скорост на вятър

Основни видове дъждувална техника

Основният елемент в дъждовалната техника са дъждовалните апарати, които получавайки водата под напор я разпръскват върху напояваната площ във вид на дъжд с определени показатели.

Дъждовалните апарати, според принципа си на действие се делят на струйни, импулсни и дефлекторни, като съответно струйните биват късоструйни с радиус до 15 метра, средноструйни с радиус от 15 до 30 метра и далекоструйни с радиус над 30 метра.

Правилно подбраната схема на работа гарантира равномерно разпределение на поливната норма. Когато разстоянието между дъждовалните апарати е прекалено голямо, се образуват зони с недостатъчно водно покритие, а при сгъстена схема има опасност от получаване на преовлажнени зони. И в двата случая говорим за неравномерност на навлажняването, което води до намаляване или загуби на добив.

Най-често използваните схеми на разположение на дъждовалните апарати са ортогонална или триъгълна. За постигане на по-добра равномерност на дъжда и за по-голяма сигурност срещу действието на вятъра се използват сгъстена ортогонална или триъгълна схема.

Дъждовалните апарати са неделима част от дъждовалната техника, която най-общо се дели на дъждовални машини и дъждовални инсталации.

Дъждовалните машиниса устройства за дъждуване, които поливат в движение. Състоят се от двигател, помпа, тръбопроводи, транспортно – носеща конструкция и дъждовални апарати, които се преместват от позиция на позиция като едно цяло.

Според принципа на действие съвременните дъждовални машини са три основни типа:

·        лентови дъждовални машини

·        кръгововъртящи се дъждовални машини

·        линейно придвижващи се дъждовални машини

Лентовите дъждовални машинисе характерезират с висока механизация на поливния процес. При тях поливния тръбопровод се навива на барабан и полива в движение. Подходящи са за напояване както за високостеблени, така и за нискостеблени полски култури.

            Кръгово въртящите се дъждовални машини поливат при движение в кръг, в центъра на който е захранването с вода от подземна или надземна тръбна мрежа. Подходящи са за напояване на полски култури и зеленчуци на големи площи. Машините са автоматизирани и изискват минимални разходи на труд, като осигуряват високо качество на поливането.

                                  

            Линейно придвижващите се дъждовални машини са автоматизирани дъждовални машини, които поливат при движение в права линия, перпендикулярно на линията на захранващия напоителен канал или подземен тръбопровод. Предназначени  са за напояване на зърнени култури, многолетни треви, пасища а също така и високостеблени полски култури.

Дъждовалните инсталации са позиционно работещи или премествани устройства за дъждуване, които се състоят от напорни тръби, връзки, фасонни части и дъждовални апарати. Когато дъждовалните инсталации се захранват от открита канална мрежа в състава им влиза и помпен агрегат. За да могат по-лесно да се преместват дъждовалните инсталации, всички елементи са леки и се използват бързосвързващи връзки.

Дъждовалните машини най-общо могат да бъдат:

·        стационарни

·        сезонно – стационарни

·        подвижни (напречно премествани или надлъжно изтегляни)

Стационарните дъждовални инсталацииса с подземни поливни тръбопроводи, а дъждовалните апарати са над повърхността на терена. В някои случаи дъждовалните апарати могат да се прибират под земята със специални устройства, за да не пречат на обработките на почвата и се показват само при реализиране на поливката. Тези инсталации изискват най-големи инвестиции за тяхното изграждане и позволяват автоматизация на поливния процес. В същото време при тях разходите на труд са най-малки, което ги прави подходящи за напояване на интензивни култури, както и за поливане на площи в райони с недостиг на работна ръка.

Сезонно – стационарните дъждовални инсталации са с надземни тръбопроводи с дъждовални апарати, които се поставят върху напояваната площ само за поливния сезон, след което се прибират на склад. Те са подходящи за напояване на технически култури, етерично – маслени култури, зеленчуци и други.

Подвижните дъждовални инсталациисе характерезират с това, че при тях поливните крила се преместват след подаване на поредната поливка. Преместването може да бъде ръчно или механизирано, съответно в напречна или надлъжна посока в напояваната площ.

Очаквайте продължение :)

Уважаеми читатели, който от вас е доволен от тази статия, която съм ви представил и някой има доброто желание да подпомогне блога или неговия автор, моля последвайте връзката.