Види та способи зрошення в розсадниках 1 страница
В розсадниках можуть застосовуватися такі види зрошення:
1. Вологозаряджувальне. Одноразове, рідше двохразове (весняне і осіннє) зрошення шляхом інтенсивного поливу грунту з метою створення значного запасу вологи на тривалий термін (весь вегетаційний період).
2. Зволожувальне. Регулярне зрошення різними способами з метою забезпечення оптимального водного режиму культур розсадника упродовж вегетаційного періоду.
3. Ґрунтоочисне. Застосовуєтьсядля промивання ґрунтів з метою їх розсолення та нейтралізації шкідливих хімічних речовин або для боротьби із збудниками хвороб, які не виносять затоплення і гинуть.
4. Підживлювальне. Зрошення деревних культур в полях розсадника слабо концентрованими водними розчинами різних добрив у періоди інтенсивного росту рослин і максимальної їх потреби в елементах мінерального живлення.
5. Утеплювальне. Зрошення дощуванням з метою підвищення температури повітря і захисту деревних рослин в полях розсадника від заморозків.
Для оптимізації водного живлення деревних рослин в розсадниках застосовуються такі способи зрошення: поверхневе зрошення, зрошення дощуванням, краплинне і підґрунтове зрошення.
1. Поверхневе зрошення. Ґрунт зволожується потоком або шаром води, що рухається по нарізаним на території розсадника борознам і внаслідок проникнення в грунт стає доступним для рослин.
2. Зрошення дощуванням здійснюється за допомогою спеціальних машин і пристроїв, які розприскують воду у вигляді дощу:
· короткоструменеве (радіус розприскування 5 - 7 м);
· середньоструменеве (радіус розприскування 15 - 20 м);
· далекоструменеве (радіус розприскування 30 - 90 м);
· імпульсне дощування дощувальними апаратами типу “пушка”.
3. Краплинне зрошення – локальне зрошення грунту з кореневми системами рослин за допомогою спеціальних трубопроводів і дозуючих пристроїв.
4. Підґрунтове зрошення – вода подається по трубах або кротовинам, розташованими нижче кореневодоступного шару грунту і до коренів рослин вода поступає шляхом капілярного підйому.
Поверхневе зрошення по борознах (5.11)використовується рідкоі відноситься до способів самопливного поливу. Воно може застосовуватись практично на всіх ґрунтах, рельєфах і нахилах місцевості при невеликих обсягах робіт.
Зволоження ґрунту відбувається за рахунок інфільтрації води з наповнених борозен через їх дно і відкоси. Поливні борозни в полях розсадника нарізають одночасно із посівом насіння або садінням деревних рослин тракторними культиваторами, які обладнані лапами - борозноутворювачами. Площу перерізу і об'єм наповнення борозни визначають залежно від механічного складу та окультуреності ґрунту і, зокрема, від глибини орного шару, а також призначення поливу (стимулюючий, вегетаційний, вологозарядковий).
За глибиною і об'ємом заповнення, а значить, і за гідравлічними особливостями розрізняють мілкі, середні і глибокі борозни. Мілкі і середні борозни проходять в орному шарі і мають хорошу водовіддачу; для глибоких борозен характерні слаба водовіддача і великий об'єм води заповнення. Довжина борозни тим більша, чим менша водопроникність ґрунтів і краще сплановані (вирівняні) поля. При малих ухилах (<0,002) довжина борозни може сягати 25 - 60 м, а при середніх (0,002 - 0,01) – 60 - 130 м.
Рекомендовані параметри мілких, середніх і глибоких борозен наведені у таблиці 5.16.
Таблиця 5.16
Рекомендовані параметри поливних борозен залежно від механічних властивостей ґрунтів
| Борозни | Параметри | Відстань між борознами, см | ||
| Глибина, см | ширина по верху, см | легкі ґрунти | важкі ґрунти | |
| Мілкі | 10 - 15 | 30 - 35 | 40 - 50 | 60 – 70 |
| Середні | 15 - 20 | 40 - 45 | 60 - 70 | 80 – 90 |
| Глибокі | 20 - 30 | 50 - 60 | 80 - 90 | 90 – 100 |
При зрошенні дощуванням (5.12, 5.13) вода під тиском розбризкується спеціальними пристроями у повітря і падає на поверхню ґрунту і рослин у вигляді штучного дощу.
Структура такого дощу характеризується його інтенсивністю, розміром крапель і рівномірністю розподілу по зрошувальній площі.
Інтенсивність дощу визначається шаром води, який випадає на зрошувальну площу за одиницю часу і вимірюється у мм/хв. На практиці частіше користуються середньою інтенсивністю дощу (іср), яка визначається за наступною формулою:
іср = hср / tабо іср = 600 Q / F, де: [8]
h ср- середній шар дощу, який подається за полив, мм;
t - тривалість поливу, хв;
Q - витрата дощувальної машини, л/хв;
F - площа поливу, м2.
Інтенсивність штучного дощу не повинна перевищувати швидкості поглинання води ґрунтом у кінці поливу на одній позиції. Недотримання цієї вимоги призводить до утворення калюж і поверхневого стоку, виникненню ерозії ґрунту та порушення його структури.
Рис. 5.11. Шкілка саджанців дерев на ділянці із зрошенням
По борознам
Рис. 5.12. Контейнерна культура на полігоні з обладнанням для зрошування дощуванням
Рис. 5.13. Контейнерна культура на полігоні з обладнанням
Для зрошування дощуванням
Рис. 5.14 Краплинне зрошення контейнерної культури троянд
Інтенсивність дощу, при якій забезпечується подача води у ґрунт заданої поливної норми без утворення на поверхні калюж і стоку води, називають допустимою.
Поглинаюча здатність ґрунту залежить від багатьох факторів: механічного складу, структури, вологості, водостійкості ґрунтових агрегатів, характеру обробки, стану рослинності та ін. Тому і значення допустимої інтенсивності коливається у широких межах (0,1 - 1 мм/хв).
На важких суглинках вода поглинається з інтенсивністю 0,2 мм/хв; на середніх - 0,2 - 0,4 мм/хв; на легких - 0,4 - 0,6 мм/хв. У тих випадках, коли інтенсивність дощу, яку створюють дощувальні механізми перевищує допустиму, поглинаючу здатність ґрунту підвищують агротехнічними (розпушування ґрунту перед поливом і після нього) і агромеліоративними (влаштування мікро лиманів, лунок, щілин та ін.) заходами.
На поглинаючу здатність ґрунту також впливають розміри крапель дощу. Великі краплини руйнують грудочкувату структуру верхнього ґрунтового шару і знижують його поглинаючу здатність. Із зменшенням розмірів крапель допустима поливна норма збільшується. Розміри крапель не повинні перевищувати 1 - 2 мм.
Рівномірне зволоження ґрунту залежить від швидкості вітру і типу дощувальних машин. Допустима швидкість вітру для далекоструменевих машин складає 2 - 3 м/с, середньоструменевих – 4 - 5, короткоструменевих – 5 - 6 м/с. Щоб зменшити вплив вітру, із поливу по колу переходять на секторний полив, що розташований у напрямі дії вітру, із чергуванням зміни позицій у протилежному вітру напрямі.
Дощування порівняно з іншими способами поливу має наступні переваги:
· зрошення механізоване з мінімальними витратами ручної праці;
· при відповідній якості дощування не порушується структура ґрунту;
· легко і достатньо точно регулюється поливна норма у відповідності з періодами розвитку рослин і станом земель;
· одночасно з ґрунтом зволожуються рослини та приземний шар повітря, що сприятливо впливає на мікроклімат і фізіологічні процеси рослин;
· відпадає необхідність у значних обсягах робіт з планування поверхні території;
· дозволяє одночасно із зрошенням вносити добрива (підживлювати рослини) та хімічні препарати для боротьби з хворобами і шкідниками.
До основнихнедоліків дощування відносять:
· значну витрату енергії для створення тиску води (напору) у трубопроводах;
· велику металоємність дощувальної техніки;
· залежність якості поливу від сили вітру.
Залежно від конструкцій і технічних особливостей розрізняють три типа дощувальних пристроїв: короткоструменеві, середньоструменеві і далекоструменеві.
Докороткоструменевих дощувальних пристроївналежать:дощувальні агрегати ДДА-100М і ДДА-100МА, які призначені для зрошення різних культур на ділянках з нахилом не більше 0,003. Вони змонтовані на тракторах ДТ-75М і ДТ-54А. Витрата води, яку подає на поля ДДА-100М складає 100 л/с, а ДДА-100МА - 130 л/с. Вода із постійних або тимчасових зрошувачів (каналів, лотків) забирається і подається під напором відповідно: 26,5 м і 37 м за допомогою відцентрового насосу 8К-12, який приводиться у дію через редуктор від валу відбору потужності трактора.
Постійні або тимчасові зрошувачі прокладають на відстані 120 м (ширина захвату агрегату) один від одного. Довжину земляного каналу приймають в межах 400 - 800 м, а нахил - 0,005 - 0,004. Глибина зрошувачів 1 м, ширина по дну - 0,5 - 0,6 м. Глибина води у них повинна бути не менше 0,4 м.
Продуктивність ДДА-100МА при поливній нормі 300 м3/га і коефіцієнту використання робочого часу 0,8 за годину чистої роботи досягає 1,6 га, за зміну - 7 га, за сезон - 150 га. Обслуговує машину одна-дві людини.
До середньоструменевих дощувальних установок відносяться: дощувальні колісні трубопроводи "Волжанка" і "Ока", дощувальні машини "Фрегат", "Дніпро", дощувальний шлейф ДШ-25/300, комплекти дощувального устаткування "Сигма" і "Райдуга", а до далекоструменевих - дощувальні машини ДДН-70 і ДДН-100.
За способом переміщення і утворення тиску води їх поділяють на: дощувальні агрегати, машини і установки.
Дощувальні агрегати складаються із самохідної опори і насосного агрегату, змонтованого у комплексі з дощувальним пристроєм.
Дощувальні машини складаються із самохідних опор, на яких змонтовані дощувальні пристрої. Напір для них створює насосна станція.
Дощувальні установкине мають самохідних опор. Вода до дощувальних пристроїв подається по напірній зрошувальній мережі насосними станціями.
За тиском води дощувальні пристрої можуть бути: низьконапірними (до 30 м), середньонапірними (30 - 50 м) і високонапірними (50 - 60 м).
Для утворення крапель дощу машини і установки обладнуються спеціальними дощувальними насадками і апаратами. Дощ, який створюється апаратами і насадками буває безперервний і перервний. При безперервному дощіплоща поливу з однієї позиції зволожується безперервно протягом часу поливу. Такий дощ створюють нерухомі насадки, встановлені стаціонарно на нерухомому дощувальному крилі машини або установки. Типовим представником є дефлекторна насадка з радіусом розбризкування 5 м і поливною витратою 2 л/с.
При перервному дощі зволожувальний контур переміщується по площі поливу на одній позиції. Такий дощ створюють дощувальні апарати, які обертаються навкруги своєї вертикальної осі або дощувальні машини, які рухаються по полю. Представники: Роса-1, Роса-2, Роса-3, СДА-2, ХКЗ-4.Розбризкування у них проходить за рахунок тертя струменю води об повітря. Характеристики: поливна витрата Q становить 1, 2,3 л/с відповідно для Роси-1, Роси-2 і Роси-3. Радіус розбризкування – 15 - 18 м. Інтенсивність дощу - 0,2 - 0,3 мм/хв.
При краплинному зрошенні (5.14) добре очищена вода поступає у кореневозаселений шар ґрунту із гнучких поліетиленових трубопроводів через спеціальні пристрої - крапельниці. При цьому способі зрошення зволожується тільки зона розташування коренів, міжряддя залишаються сухі. Разом з водою в ґрунт можна подавати розчиненні в ній поживні речовини.
Цей спосіб знайшов широке застосування в районах із складним рельєфом (гірські, передгірські райони), на ґрунтах високої водопроникності, у випадках гострого дефіциту зрошувальної води. Добре зарекомендував він себе при вирощуванні декоративних культур в контейнерах, у садах, виноградниках, у закритому і відкритому ґрунтах розсадників Німеччини, Голландії та інших країн Західної ЄвропиГолландії розсадниках, в значній мірі, алежить .
Основні перевагикраплинного зрошення наступні:
· значна економія поливної води (на 50% і більше) у порівнянні із традиційними способами;
· різке зменшення втрат води на фільтрацію і випаровування;
· відсутність поверхневого стоку і загрози водної ерозії грунту;
· зменшення забур'яненості, а значить, і непродуктивної витрати води з міжрядь;
· оптимальне і стійке зволоження кореневонаселеного шару у періоди інтенсивного росту і активного розвитку рослин;
· можливість локального і внаслідок цього економного та ефективного внесення добрив разом із поливною водою;
· зменшення числа міжрядних обробок;
· можливість ущільнення посівів культур;
· відсутність небезпеки підйому ґрунтових вод і унеможливлення вторинного засолення грунту;
· можливість використання для зрошення мінералізованої води;
· зменшення витрат енергії на створення напорів води у трубопроводах порівняно із дощуванням
При організації краплинного зрошення слід враховувати і недоліки, основними з яких є:
· висока початкова вартість облаштування системи;
· небезпека забруднення відкладеннями окисів заліза і нерозчинних карбонатів і виходу з ладу трубопроводів та крапельниць;
· необхідність встановлення спеціальних фільтрів для очищення води;
· необхідність у переобладнанні системи при зміні культур на полі.
Воду у зрошувальну систему при краплинному зрошенні подають відцентрові насоси.Витрата води регулюється вручну і автоматично. Низький напір у системі дозволяє застосовувати крапельниці великих діаметрів і використовувати поліетиленові труби та інші матеріали.
Поливні трубопроводи прокладають на поверхні землі у мілких (6 - 10 см) борознах або вздовж рядків рослин. Відстань між поливним трубопроводом залежить від ширини міжрядь. Підвідний трубопровід може проходити на поверхні землі і в ґрунті.
Для запобігання засмічення крапельниць і отворів у мікропористих трубках систему обладнують сітчастими фільтрами, у яких число отворів повинно бути не менше 30 на 1 см2 довжини. Вартість фільтрів складає до 10% всіх капіталовкладень. Для боротьби з водоростями у воду добавляють мідний купорос із розрахунку 1 мг/л.
Діаметр отворів крапельниць, як правило, не перевищує 2 мм. Витрати води у кожній крапельниці коливається від 0,9 до 10 л/год. Конструкція їх різна. Вода із крапельниць поступає через гвинтові нарізки у місцях приєднання капсули до патрубка. Витрату води можна регулювати зміною щільності вгвинчування капсули у патрубках. Замість капсул можна використовувати мікротрубки із внутрішнім діаметром 0,5 - 2 мм. Витрати води в цьому випадку регулюють зміною довжини і діаметра мікротрубок.
Для внесення добрив з поливною водою, як правило, використовуються баки об'ємом 50 – 100 л. Розчин добрив у підвідний трубопровід вприскують під тиском за допомогою інжектора.
5.3.Управління зрошенням
Управлінняпроцесом водозабезпечення рослин в розсадниках, в значній мірі, залежить від застосовуваної зрошувальної системи, яка включає комплекс каналів і споруд, які служать для забору води із джерела зрошення і подачі її на площу поливу.
Зрошувальні системи повинні забезпечувати:
· регулювання водного і повітряного режимів ґрунту у відповідності із потребою вирощуваних культур;
· високу продуктивність праці на поливі;
· економне і раціональне використання поливної води, енергії і ресурсів;
· можливість широкої механізації і автоматизації виробництва;
· ефективне використання земельної території та високу надійність і зручність експлуатації із застосуванням комп’ютеризованого управління;
· мінімум затрат на будівництво і експлуатацію системи;
· належні санітарно-гігієнічні вимоги.
Зрошувальні системи можуть бути міжгосподарські (на території декількох господарств) і внутрішньогосподарські (в межах одного господарства).
За характером водозабору зрошувальні системи діляться на:
· самопливні (вода поступає в систему самотоком);
· з примусовим поданням води(вода подається насосними станціями);
· За облаштуванням зрошувальні системи бувають:
· відкритими (у вигляді відкритих каналів і лотків);
· закритими (з напірних і безнапірних трубопроводів);
· комбінованими (крупні елементи відкриті, решта – закриті).
Діюча зрошувальна система складається з таких елементів:
· джерела зрошення;
· водозаборуіобладнання, яке приводить систему в готовність (двигуни, помпи тощо);
· зрошувальної мережі, до складу якої входятьзасоби транспортування води (труби, канави, канали тощо);
· механізмів і пристроїв для розподілення води (дощувальники, розпилювачі);
· пристроїв (автоматичних, механізованих, ручних) для управління процесом зрошенням.
Залежно від природних та господарських умов зрошувальна система може не мати окремих із зазначених вище елементів.
Системи зрошенняподіляють на:
· стаціонарні;
· частково-стаціонарні;
· мобільні.
В стаціонарних зрошувальних системах всі її елементи закріплені на площі на постійній основі. Тому приведення в дію такої системи не потребує значних витрат і вона в любий момент може бути задіяна для зрошення культур розсадника. Управління стаціонарними зрошувальними системами легше автоматизувати. Їх можна використовувати для різних цілей, зокрема, для захисту від пізньо-весняних заморозків, підживлення, обприскування рослин ядохімікатами тощо.
У частково - стаціонарних зрошувальних системах стаціонарно закріплені, як правило, помпа та гідранти, а розподільні механізми є мобільними.
У мобільних зрошувальних системах всі елементи можуть змінювати своє положення на площі.
В більшості розсадників при визначенні потреби в зрошуванні не завжди в повній мірі враховують особливості грунтово-кліматичних умов, тип грунту, вміст органічних речовин, температуру повітря, кількість опадів, інтенсивність випаровування вологи з грунту та інтенсивність транспірації рослин, глибину коренезаселеного шару і спосіб зрошення. Час зрошення і дозу встановлюють базуючись на ”практичному досвіді” і за “зовнішнім виглядом” рослин. З погляду сучасних господарських і екологічних вимог існуюча практика зрошення повинна бути переглянута та оптимізована.
При визначенні часу зрошення та необхідної дози поливу культур розсадника повинні враховуватись як прямі, так і непрямі критерії, а саме:
· водний баланс рослин (оводненість клітин рослин);
· мікрокліматичний баланс (дані про кількість опадів та інтенсивність випаровування з поверхні грунту і транспірації рослин);
· фактичну вологість грунту.
Водний баланс рослин або оводненість їх клітин найбільш вагомий показник, в якому інтегровано дані про вплив факторів, які залежать від діяльності рослин, стану грунту і мікрокліматичних чинників. Для наукових цілей розроблено ряд способів, якими за допомогою відповідної апаратури можна визначити основні параметри: вміст води, водний потенціал і витрату вологи. В практиці, на жаль, ці способи через їх складність використовують дуже рідко.
Мікрокліматичний баланс визначається різницею між кількістю опадів за певний період і обсягом випаровування за відповідний проміжок часу (тиждень, місяць, доба, година).
Головним критерієм вологості грунту є вміст в ньому води. Найстарішим методом визначення вмісту вологи в грунті є зважування проб грунту у фактичному (під час їх взяття) і висушеному (при t = 105оС) станах.
До важливих факторів, які також необхідно враховувати під час визначення дози поливу є вологоємність грунту, за якою можна визначити близький до оптимального для даного грунту запас вологи, який може міститися в ньому. Вологоємкість необхідно враховувати і тому, що при значних опадах в грунті залишається тільки певна частина вологи, а решта просочується в ґрунтові води, стікає з поверхні або випаровується. Кількість вологи яка, може бути поглинена ґрунтом залежить від його механічного складу (табл.5.17).
Таблиця 5.17
Максимальна водопоглинаюча здатність ґрунтів
різного механічного складу
| Механічний склад грунту | Водопоглинаюча здатність, мл/год |
| Піщані | |
| Супіщані | |
| Супіщані суглинки | |
| Суглинисті | |
| Глинисті |
Вологість ґрунту регулюється поливами. Інтервал часу упродовж якого здійснюється полив називається поливним періодом, а інтервал часу від початку першого поливу до кінця останнього – періодом зрошування. Інтервал часу між суміжними поливамиприйнято називатиміжполивним періодом.
Під режимом зрошення розуміють науково - обгрунтований розподіл упродовж вегетаційного періоду загальної кількості зрошувальної води (число, норми та строки поливів), який повинен забезпечити оптимальний для даної культури водний режим.
Поливна нормаабо кількість води, яку треба подати на 1 га за один полив залежить від фенологічних періодів, механічного складу і вологості грунту та необхідної глибини зволоження. Її визначають за формулою:
Пн=100 х Н х О х (В-в), де: [9]
Пн — поливна норма одного поливу, м3/га;
Н — глибина промочування ґрунту при поливі (залежить від потужності активного шару ґрунту по періодах), м;
О — об’ємна маса грунту, т/м3;
В —максимальна польова вологоємність грунту, % (табл..5.18);
в— вологість ґрунту в % перед поливом, що відповідає вологоємності розриву капілярних зв'язків (приймається рівною 70% від максимальної польової вологоємності ґрунту).
Таблиця 5.18
Допустимі верхня і нижня межі вологості ґрунту, % (шар ґрунту 0,3 м)
| Показники | Ґрунти | ||||
| Лесовид-ний суглинок | Супі-сок | легкий сугли-нок | Серед-ній сугли-нок | важкий сугли-нок | |
| Верхня межа – польова вологоємкість | |||||
| Нижня межа - 70% від польової вологоємкості |
Для складання таблиці режиму зрошення знаходять тривалість кожного поливного періоду та величину поливної витрати. Тривалість кожного поливного періоду (тривалість поливу одного поля, зайнятого культурою) коливається від 1 до 6 діб, а тривалість поливу протягом доби може тривати від 3…4 до 16 годин (світовий день).
Поливна витрата, або кількість води, яка подається на поле під час кожного поливу визначається за формулою:
,де: [10]
W- поливна витрата кожного поливу, л/с;
Пн- поливна норма, м3/га;
S - площа поля зайнятого породою, га (в проекті кожна порода займає ціле поле);
t- тривалість поливу поля (поливний період), діб;
n - тривалість поливу поля, годин на добу;
3,6 – перевідний коефіцієнт.
При застосуванні зрошення в посівному відділенні розсадника виділяють три фенологічних періоди (фази) у розвитку сіянців. Перший період – фаза проростання насіння, триває від висіву насіння до масової появи сходів (залежно від породи) 7-25 днів. Товщина шару грунту, в якому знаходиться основна маса насіння та коренів, не перевищує 10 см. Другий – фаза укорінення сходів, під час якої спостерігається масова поява сходів та їх зміцнення, триває 25-30 днів. Активний шар грунту в цей період сягає 15-20 см. Протягом третього фенологічного періоду (червень-серпень) закінчується формування сіянців. Товщина активного шару – 30 см і більше.
Орієнтовані норми поливу дощуванням наведені у табл. 5.19.
Таблиця 5.19
Орієнтовані норми зрошування (поливу) дощуванням в посівному відділенні розсадника на різних ґрунтах, м3/га
| № пері-оду | Фенологічний період | Товщина активного шару, см | Супіщані | Легко-суглинко-ві | Середньо-суглинко-ві | Важко-суглинко-ві |
| Проростання насіння (тривалість 7-25 днів) | До 10 | 70-80 | 100-120 | 150-170 | 180-200 | |
| Укорінення сходів (25-30 днів) | 15-20 | 145-160 | 240-250 | 270-290 | 300-320 | |
| Формування сіянців (до викопування) | 220-250 | 340-350 | 400-430 | 450-470 |
При зрошуванні в борозни норму витрати води збільшують на 25%. Для зрошування сіянців тополі, берези та інших порід з дуже дрібним насінням поливну норму в першому феноперіоді зменшують на 40 - 50%. Строки і кількість поливів визначають залежно від вибагливості порід до вологи, погодних умов, фази розвитку сіянців і вологості грунту. За цими показниками уточнюють норму поливу. Необхідність зрошення можна визначити і візуально за станом посівів, коли в полуденні години спостерігається в’янення листя.
При вирощуванні сіянців у розсаднику породи за вимогливістю до вологи прийнято поділяти на три групи:
- породи найбільш вимогливі до вологи: береза, в’яз звичайний та дрібнолистий, шовковиця, модрина, сосна звичайна, жимолость татарська, бузина, смородина золотиста, липа, тополі;
- породи з помірною вимогливістю до вологи: ясени, клени, вишня, яблуня, груша, ліщина;
- породи з найменшою вимогливістю до вологи: дуб, акація біла і жовта, аморфа, гледичія, маслинка вузьколиста, абрикос.
Рекомендовані терміни і число зрошень посівів залежно від фенологічного періоду (фази розвитку сіянців) та вимогливості рослин до вологи наведені в таблиці 5.20.