Експлуатація систем краплинного зрошення та методи боротьби із засміченням краплинних ліній
М.С. Григоров - академік РАСГН, В.А. Федосєєва
ФГОУ ВПО "Волгоградська державна сільськогосподарська академія",
м. Волгоград, Росія
Крапельне зрошення дозволяє протягом вегетаційного періоду підтримувати у ґрунті оптимальний водний режим та отримувати економічно виправдані високі врожаї сільськогосподарських культур
Ґрунт можна розглядати як резервуар, що зберігає дощову та поливну воду. Вода випаровується з поверхні ґрунту, листя та стебел рослин. Обидва види втрат вологи називаються сумарним випаром. Сумарні випаровування залежать від типу культури, що вирощується, стадії зростання, температури, інтенсивності сонячної радіації, швидкості вітру, відносної вологості та кількості ґрунтової вологи.
Для забезпечення максимального зростання і продуктивності рівень грунтової вологи повинен підтримуватися на рівні, який дозволяє корінням рослин вбирати вологу в обсягах, що відповідають її втрат в результаті сумарних випарів.
Наявна водоутримуюча здатність грунту визначається кількістю вологи, яке рослина може витягувати із ґрунту. Продуктивність поля – це кількість води, що утримується ґрунтом після дренажу через 1-2 дні після рясного поливу (зволоження). Вологість стійкого в'янення визначає початок та продовження процесу в'янення рослини до моменту надходження вологи в ґрунт.
У такий період рослини можуть загинути. Доступна волога – це різниця у вмісті вологи між вологим ґрунтом (продуктивністю поля) та сухим ґрунтом (вологістю стійкого в'янення). Для виконання цього завдання необхідно постійно контролювати вологість ґрунту та випаровування з водної поверхні.
З падінням кількості вологи в ґрунті до рівня в'янення рослини, різко зростає сила, що утримує вологу у ґрунті. Ця сила щодо одиниці площі називається натяжністю грунтової вологи (НПВ). НПВ вимірюється в одиницях тиску або всмоктування, які називають барами. кількості доступної вологи. Це тензіометри, які є найбільш практичними інструментами для визначення рівня ґрунтової вологи в польових умовах. ).
Розміщення приладу в ґрунті на самому початку сезону росту дозволяє коріння рослин нормально рости і розвиватися навколо датчиків. Визначення кількості ґрунтової вологи в непорушеній кореневій зоні є більш точним. Більшість манометрів калібруються в сотих частках бару (сантибарах) і мають шкалу, розмічену від 0 до 100. Станція контролю рівня вологи поля складається з одного-двох контрольних пристроїв, поміщених у ґрунт на певну глибину у зоні основного розташування кореневої системи рослин.
>Одна станція розташована в кожній частині поля, яка може зрошуватися протягом одного дня. Для розміщення контрольних станцій слід уникати низинних ділянок рельєфу. Таким чином, вирішення завдання управління режимом краплинного зрошення на основі тензіометричного методу зводиться до підтримки в період вегетації оптимальної вологості ґрунту та відповідного їй діапазону всмоктуючого тиску.
p>
Встановлено величини всмоктуючого тиску для плодових культур, за показаннями тензіометра, при різних порогах передполивної вологості в контурі зволоження на глибині 0,2 і 0,4 м на відстані від крапельниці на 0,3-0,4 м.< /p>
Нижні межі оптимального вмісту вологи – 0,7-0,8(НВ) і, відповідно, тензіометричні показання, починаючи від 30-40 сентибар (0,3-0,4 атм.).
Встановлення тензіометрів здійснюється після поливу ділянки. Знімати показання тензіометра необхідно в ранній ранковий час, коли температура ще стабільна після ночі. Слід враховувати, що після поливу або дощів при підвищеній вологості ґрунту вище попередніх його показників, ґрунтова волога через пористу частину (сенсор) проникає в колбу тензіометра, поки тиск у тензіометрі не зрівняється з тиском води у ґрунті, внаслідок чого тиск у тензіометрі зменшиться, аж до вихідного, що дорівнює 0 або трохи нижче. Витрата води з тензіометра відбувається постійно. Однак можуть мати місце різкі перепади при високій випарній здатності грунту (жаркі дні, сухові).
Під час поливу або після нього додають у прилад воду, щоб заповнити витік. Для долива необхідно використовувати тільки дистильовану воду, додаючи в неї 20 мл на літр води 3% розчин гіпохлориту натрію, який має стерилізуючі властивості проти бактерій, водоростей. Заливають воду в тензіометр до початку її витікання, тобто весь обсяг нижньої трубки. Зазвичай потрібно до літра дистильованої води на кожен тензіометр. Потрібно стежити, щоб у прилад не потрапив бруд, у тому числі з рук. Якщо за умовами експлуатації доливають у прилад невелику кількість дистиляту, то й профілактично доливають у прилад додатково 8-10 крапель 3% розчину гіпохлориту натрію, що захищає керамічний посуд (сенсор) від шкідливої мікрофлори.
Наприкінці сезону іригації обережно виймають прилад із ґрунту, зазвичай обертальним рухом, промивають керамічний сенсор під проточною водою, не пошкоджуючи його поверхні, протирають 3%-м розчином гіпохлориту натрію подушечкою. При миття прилад тримають тільки вертикально сенсором вниз. Зберігають тензіометри в чистій ємності, заповненій розчином дистильованої води з добавкою 3% розчину гіпохлориту натрію. Дотримання правил експлуатації та зберігання приладу – основа його довговічності та правильних показань при експлуатації. контактуватимуть із сенсором приладу. У цей період можна поливати з урахуванням факторів транспірації ваговим методом з водної поверхні. Коли коренева система досить сформується навколо приладу (молоді коріння, кореневі волоски), то прилад показує реальну потребу у воді. У цей час можуть спостерігатись різкі перепади тиску. Це спостерігається при різкому зниженні вологості і є показником початку іригації. Якщо рослини добре розвинені, мають хорошу кореневу систему і добре облиственні, – перепад тиску, тобто зменшення вологості ґрунту буде сильнішим. Випаровування залежить від двох факторів: випаровування з поверхні ґрунту, випаровування води рослиною. Чим більша вегетативна маса, тим більша величина випаровування води, особливо при значній сухості повітря та високій температурі. Відносна залежність цих двох факторів дає велику випаровуваність води за вегетацію. Тому, при розрахунку поливної норми, вводять коефіцієнт випаровування, що враховує ці фактори. Добове випаровування «Єї» визначається як випаровування з відкритої водної поверхні площею 1м2 на добу і виражається в мм, л/м2 або м/м. >
Єсут. = Еі × Кісп.
Необхідно організувати щоденний облік випаровування води з одиниці площі. Знаючи запас продуктивної води у ґрунті на певну дату та щоденну її витрату на випаровування, визначають поливну норму. Зазвичай, у практиці фертигації, використовують два наступні методи визначення поливної норми.
У першому випадку на метеопостах встановлюють спеціальний прилад – евапориметр.
Кількість води, необхідна рослині, безпосередньо залежить від:< /p>
- стадії розвитку рослини (листя, крони);
- метеоумов (температури, швидкості вітру, інтенсивності освітлення, відносної вологості).
Вищеназвані фактори визначають швидкість евапотранспірації – виділення вологи з ґрунту за рахунок випаровування та через споживання води рослиною, а також за рахунок транспірації. Її значення визначається за допомогою зняття щоденних вимірів у (м/день) з використанням стандартної випарної судини. Такі графіки в конкретних ґрунтових умовах дозволяють оперативно визначати поливні норми. >
де Н – глибина розрахункового шару ґрунту, м; А – шпаруватість розрахункового шару ґрунту, %; Qнв – верхня межа оптимальної вологості ґрунту, %; Qпп – передполивна вологість ґрунту, %; Кп – коефіцієнт, що враховує ширину смуги зволоження в саду. Тривалість поливу визначається за формулою T = F М/1000 q n, де q – витрата однієї крапельниці, л/година; n – кількість крапельниць на 1 га; F – площа поливного блоку, га; М – поливна норма, м3/га; Т – тривалість поливу, ч.
Одночасно із показаннями тензіометрів фіксується фактичне добове випаровування з водної поверхні по лінійці евапориметра (Еі, мм) за міжполивний період. Ми отримуємо ряд спостережень протягом вегетації та визначаємо коефіцієнт транспірації для конкретної схеми посадки дерев, віку та періоду вегетації за формулою
Кт = 10 Еі/М,
де М – поливна норма, м3 /га.
У воді, що використовується для зрошення, з відкритих водойм, а також з інших систем водопостачання (підземні води, шахтні та інші джерела) присутня велика кількість неорганічних суспензій та біологічних об'єктів.
Піщані, мулисті, глинисті частинки зазвичай очищаються фільтрами, але супутні ним Fe2O3, Аl2О3, МgO, К2О, Р – хімічні речовини, що вступають в реакцію, що осаджуються на трубах і крапельницях, забивають отвори.
Ворості бактерії. Найбільш шкідливою властивістю зростання їх у системах поливу є утворення у воді продуктів життєдіяльності желеподібних та клейких речовин. Ці речовини впливають на зростання бактеріальних слизів і разом з механічними суспензією утворюють агломерати, які призводять до засмічення системи.
Залежно від хімічного фактора у воді розвиваються сірчані, залізні та інші слизи. Може засмічити системи краплинного зрошення рослинний зоопланктон, що має розмір 0,2-30 мм, особливо якщо вода недостатньо очищається перед надходженням до системи краплинного зрошення. початком. Вода, що залишається в цих магістралях, є хорошим середовищем для розвитку мікроорганізмів і випадання осаду з твердих частинок. Промивання труб запобігає проникненню бруду в розподільні та крапельні труби.
Магістральні трубопроводи промивають, відключаючи від них усі другорядні лінії та відкриваючи всі заглушки, протягом 30 хв, потім поступово відключаючи по одній заглушці до їх повного закриття.< /p>
Другорядні і краплинні лінії промивають не всі відразу, а відкривши заглушки на 5 -10 краплинних лініях. Тривалість промивання краплинної лінії до 20 хв кожна, до появи чистої води. Інші другорядні лінії промивають до 10 хв. Під час поливу одночасно відкривають заглушки на краплинних лініях на 30 с. одночасно на 5-8 лініях.
При експлуатації системи для видалення повітря з труб необхідно попрацювати крапельною системою не менше 20 хв. Це ж потрібно робити перед фертигацією, щоб живильний розчин рівномірно подавався під рослини.
Необхідно перевірити тиск на фільтрах, на розподільних лініях, вибірково крапельницях у різній частині лінії з використанням вимірювальної посудини або звичайних банок з наступним виміром кількості води .
За певних умов, розчинені у воді хімічні солі у вигляді катіонів та аніонів можуть осідати на внутрішніх стінках труб. У жорсткій воді, з рН вище 7,5, кальцій і магній у вигляді різних солей відкладаються не тільки на внутрішній поверхні труб, фільтрів, краплинних магістралей, але і на отворах крапельниць, забиваючи їх. (Fe2O3), марганцю, гідроксиду металів утворюють нерозчинну у воді плівку на стінках труб. Деякі види добрив можуть вступати в реакцію з розчиненими у воді речовинами та утворювати нові відкладення.
Влітку у теплій воді виділяється вуглекислий газ, внаслідок чого утворюється карбонат кальцію – СаСО3. При зниженні температури в мережі карбонати осідають на стінках труб. У весняно-літній період можливий високий вміст у воді алюмосилікатів, а в літній період - високий вміст у воді фосфору і кальцію. у системах крапельного зрошення.
Хлорування ґрунтується на впорскуванні компонентів активного хлору у воду для зрошення. Активний, тобто вільний
хлор:
- пригнічує розвиток водоростей у воді;
- викликає розкладання органічної речовини;
- запобігає агломерацію та вапнування зважених частинок;
- окислює залізо, марганець та подібні речовини з утворенням нерозчинних сполук, які можуть бути видалені із системи.
Більшість рослин не сприйнятливі до дії хлору , якщо його застосовують у невеликих концентраціях:
- постійна подача хлору в систему зрошення з концентрацією 1-10 мг/л;
- періодична подача хлору з вищою нормою, зазвичай 10 мг/л один або кілька разів протягом поливального циклу загальною тривалістю до 20 хв на день;
- суперхлорування – подача хлору з концентрацією 50 мг/л протягом 5 хв на день;
- промивання систем крапельного зрошення періодично або наприкінці сезону для очищення від органічних включень за спеціальною технологією.
У плодівництві зазвичай застосовують промивання системи крапельного зрошення, залежно від якості використовуваної води або в кінці сезону вегетації, або при необхідності додатково протягом вегетації 1-2 рази. Для хлорування використовують різні джерела хлору: хлорний газ з балонів, гіпохлорит натрію, гіпохлорит кальцію.
Гіпохлорит натрію NaOCl випускається у вигляді рідини з концентрацією хлору до 15%, зазвичай 5-10%. + ВІН + НОС1.
Гіпохлорит кальцію Са(ОС1)3 випускають зазвичай у вигляді порошку, який містить у своєму складі 65-70% хлору. Розчиняючись у воді, він утворює
Са(ОС1)2 + 2Н2О = Са + 2OН + 2НОС1.
У результаті утворення гіпохлорної кислоти – НОСl при рН нижче 6 одиниць вона добре зберігається у розчині. При рН 7,5 і температурі розчину 20°З більш, гіпохлорна кислота розкладається з переважанням іонів ОС1-. Ефективність НОСl у 40-80 разів вища, ніж ОСl-, тому необхідно підкислювати воду для хлорування таким чином, щоб розчин мав робочу реакцію з рН 5,9-6,0.
Перед хлоруванням необхідно:
підготувати посудину з підкисленою водою рН 5,9-6,0 з відповідним рівнем хлору, наприклад, 50 мг/л Сl і залишити його на добу;
за відсутності осаду у вигляді заліза, можна використовувати вказаний розчин для хлорування;
при значному осаді, до 6,4 г/л, довести рН до 4,5 з тією ж кількістю хлору;
матковий розчин гіпохлориту можна приготувати і вносити через кислотний бак, з розрахунком продуктивності насоса кислотного бака і концентрації маткового розчину;
При необхідності цим розчином слід добре промити фільтри;
Дія води з хлором повинна бути не менше 1 год;
добре промити систему, включаючи фільтри, чистою водою;
при необхідності операцію повторити.
Іноді, при передозуванні хлору, стабільність хімічного осаду порушується, і він може пересуватися до емітерів та забивати їх. І тут, послідовно відкриваючи заглушки ліній, вимивають ці опади. Тривалість циклу до 30 с. для кожної лінії.
У процесі хлорування слід враховувати:
чутливість культури до хлорування в період вегетації (прояв хлорозів);
при вегетації, тобто до збору врожаю, кількість хлору, не повинна перевищувати 30 мг/л розчину. p>
При кислотній обробці опади у вигляді слизу вуглекислого кальцію, фосфату кальцію, оксидів заліза розчиняються і можуть бути виведені із систем краплинного поливу. З цією метою кислотна обробка системи краплинного зрошення проводиться протягом 10-90 хв з доведенням рН до показника 2,0 та подальшого промивання системи до проходження чистої води. Така процедура може проводитися неодноразово, до появи бажаного ефекту.
Зазвичай для промивання систем використовують технічні кислоти: Н2SO4, НСl, НNО3, Н3РO4. Н2SO4 і НСl сильніші кислоти, менш сильна – Н3РO4.
Короткочасне застосування кислот зі зниженням показника рН розчину до 2,0 проводиться протягом 10-30 хв, а при необхідності більш тривалої обробки систем поливу до 90 хв. , проводиться розчином кислот з показником рН 4,0.
Після кислотної обробки необхідно ретельно промити систему звичайною водою, контролюючи вихід води із системи з показником рН, відповідним показникам води, що використовується.
Послідовність робіт при кислотній обробці :
підібрати тип застосовуваної кислоти (залежно від наявності, ціни, характеристики ґрунту, обладнання);
визначити кількість кислоти, необхідної для доведення до рН 2,0 або рН 4,0 (2 варіанти обробки );
у літрі поливної води відтитрувати кількість використовуваних кислот, що буде використано для розрахунку кількості кислоти, що змішується з водою;
перевірити швидкість витікання води в декількох емітерах, нормально чистих і забитих на близьких навчає стках трубопроводу;
перевірити тиск на вході та виході із системи;
для видалення осаду перед кислотною обробкою системи промити кінцівки крапельних трубок (магістралей);
заповнити систему водою (після фільтра) з додаванням необхідної кількості кислоти;
перевірити рН розчину на кінцях краплинних ліній, щоб переконатися про необхідну концентрацію кислоти за допомогою приладу-показника рН;
система повинна бути оброблена протягом 30-60 хв, залежно від швидкості очищення краплинних ліній та емітерів.