Краплинне зрошення винограду

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Краплинне зрошення винограду

Вступ

краплинний виноградник зрошення

Краплинне зрошення є економічно обґрунтованим і екологічно безпечним способом поливу садів, виноградників, ягідників, овочів та баштанних культур в умовах відкритого ґрунту, а також в теплицях і на присадибних ділянках.

Краплинне зрошення - спосіб поливу рослин, при якому волога подається тривалий час в обмежених кількостях прямо в прикореневу зону рослин.

Спосіб краплинного зрошення використовують в промислових масштабах з початку 60-х років минулого століття. Позитивні результати, отримані за короткий час, сприяли швидкому поширенню краплинного зрошення в багатьох країнах світу.

Термін краплинне зрошення має ряд синонімів: крапельний полив, мікрокраплинний полив, мікрокраплинне зрошення, система крапельного поливу, тощо.

Краплинне зрошення характеризується рядом технологічних особливостей, головними з яких є:

- локальний характер зволоження ґрунтів переважно тільки в зоні розвитку основної маси кореневої системи;

- використання для налаштування водорозподільної мережі систем краплинного зрошення інертних відносно навколишнього середовища матеріалів, насамперед полімерних.

1. Переваги краплинного зрошення

Порівняно з традиційними способами поливу (дощування, полив по борознах) краплинне зрошення має такі основні переваги:

- аерація ґрунту - не відбувається перезволоження ґрунту, і це забезпечує інтенсивне дихання коренів протягом усього періоду вегетації, не переривається під час або одразу після зрошення. Ґрунтовий кисень дозволяє активно функціонувати кореневій системі;

- економія води (від 50-70% до 2-5 разів); електроенергії (50-70% і більше), добрив (20-50%) тощо. Ефективність зрошення сягає 85-90%, оскільки вода надходить безпосередньо до кореневої системи рослин, площа поверхні якої становить від 40 до 60% обсягу загальної площі ділянки. Також, знижуються втрати на випаровування та відсутні втрати від периферійного стоку води;

- істотне (на 30 - 50%) збільшення врожайності сільськогосподарських культур при значному поліпшенні товарної та споживчої якості продукції;

- забезпечення оптимальних витрат води та добрив відповідно до фізіологічних потреб рослин на основі створення сприятливого водного та поживного режимів ґрунту;

- високий рівень механізації та автоматизації технологічних процесів (полив, внесення добрив, хімічних меліорантів, засобів захисту рослин) і на цій основі високий ступінь контрольованості екологічних навантажень на на вколишнє природне середовище;

- живлення рослин - розчинені добрива вносяться безпосередньо в кореневу зону разом з поливом. Відбувається швидке і інтенсивне поглинання поживних речовин. Це найефективніший спосіб внесення добрив у посушливих кліматичних умовах;

- скорочення засобів захисту рослин, оскільки суттєво зменшується забур'яненість (земля між рядками залишається сухою) та ураження рослин грибковими і бактеріальними хворобами (порівняно з традиційними системами зрошення, за яких змочується поверхня листя);

- знижуються трудові та експлуатаційні витрати. Зменшуються витрати трудових ресурсів на здійснення поливів; повільна подача води забезпечує економію енергії і трубопроводів; система слабо чутлива до падіння тиску в трубопроводі; зниження експлуатаційних витрат порівняно з енерговитратами іншими способами зрошення (на 50-70%);

- виключення впливу вітру на процес зрошення;

- зниження вимог до систем дренажу;

- можливість використання мінералізованих вод, що непридатні для поливу іншими способами;

- відсутність поверхневого стоку, що виключає ерозію ґрунтів і підняття ґрунтових вод, тобто зведення до мінімуму, або цілковите виключення шкідливого впливу на довкілля;

- можливість освоєння схилових земель (з похилом до 30°) зі складним рельєфом, а також малопродуктивних (малопотужних, піщаних, супіщаних, рекультивованих) земель;

- зменшення трудовитрат на будівництво, експлуатацію і технічне обслуговування систем мікрозрошення завдяки високій заводській готовності вузлів і повній автоматизації керування процесом поливу;

- агротехніка. Крапельний полив дозволяє здійснювати обробіток ґрунту, обприскування і збір урожаю в будь-який час, незалежно від проведення зрошення, оскільки ділянки ґрунту між рядами протягом усього сезону залишаються сухими;

- не потрібне планування поверхні ґрунту.

Проте позитивний результат від впровадження краплинного зрошення може бути досягнуто тільки за суворого дотримання як технології самого краплинного зрошення, так і інших технологічних прийомів вирощування сільськогосподарських культур. При цьому можна уникнути недоліків краплинного зрошення, до яких відносять: засмічування і заростання отворів мікроводовипусків, нерівномірності розподілу води крапельницями; пошкодження пластмасових трубопроводів гризунами та іншими шкідниками, деформацій поливних стрічок, тощо.

2. Класифікації систем краплинного зрошення

Існує декілька видів класифікацій систем краплинного зрошення: за конструкцією, за розміщенням трубопроводів, за ступенем автоматизації, за характером зволоження ґрунту.

За конструкцією розрізняють:

- стаціонарні системи - призначені для поливу багаторічних насаджень і рослин в теплицях. Вони потребують відносно великих капітальних затрат;

- стаціонарно-сезонні системи - застосовують для поливу однорічних культур, і потребують щорічних монтажних і демонтажних робіт, а також затрат на збереження в міжполивний сезон;

- системи сезонного використання - застосовують для зрошення однорічних культур. Поливну трубопровідну мережу виконують із дешевих матеріалів, що потребує щорічного монтажу і демонтажу.

Як показує зарубіжний і вітчизняний досвід, для овочевих культур найефективнішими є конструкції систем краплинного зрошення сезонного та сезонно - стаціонарного типу із-за їх невеликої вартості. В системах сезонного типу всі складові придатні для монтажу на початку і демонтажу наприкінці вегетаційного періоду. В системах сезонно - стаціонарного типу мережу магістральних і розподільних трубопроводів влаштовують стаціонарно з підземним розташуванням багаторічного використання, а мережу ділянкових і поливних трубопроводів - із можливістю щорічного монтажу і демонтажу.

За розміщенням поливних трубопроводів:

- системи з укладкою поливних трубопроводів на поверхню ґрунту - застосовують коли бур'яни можна знищувати гербіцидами. При цьому знижується вартість будівництва, але створюються перешкоди для механізованого обробітку ґрунту;

- системи з розташуванням поливних трубопроводів на шпалері - застосовують для поливу плодових і декоративних культур. При цьому покращуються умови механізованого обробітку ґрунту, але збільшуються затрати на створення шпалери. Тому цей спосіб застосовують тільки в тих випадках, коли основну культуру вирощують на шпалері (наприклад у виноградниках);

- системи з укладкою всіх трубопроводів мережі нижче поверхні ґрунту - дозволяють підвищити строк служби поліетиленових трубопроводів. Будівництво можливе тільки на ділянках, ще не зайнятих культурами. Збільшуються капітальні затрати, важко контролювати працездатність трубопроводу і крапельниць, але покращуються умови догляду за культурою і боротьби з бур'янами.

Найкраще себе зарекомендували у виробництві системи з укладкою поливних трубопроводів на поверхню ґрунту, особливо при вирощуванні овочів. При вирощувані садів і виноградників досить часто розташовують трубопроводи на шпалері.

За ступенем автоматизації:

- автоматичні системи - всі технологічні операції по системі (визначення початку поливу, його тривалості, управління водорозподілом, контроль за роботою системи та ін.) виконують автоматично;

- автоматизовані системи - технологічні операції на системі автоматизовані частково;

- системи з ручним управлінням - всі технологічні операції управління системою виконує оператор.

Системи за ступенем автоматизації підбирають в залежності від цінності вирощуваних сільськогосподарських культур.

За ступенем відповідності інтенсивності водоподачі і водоспоживання:

- абсолютно синхронні системи - водоподача на системі протягом вегетації і доби відповідає водоспоживанню сільськогосподарських культур і їх фізіологічним особливостям. Системи потребують безперервного управління і регулювання інтенсивності водоподачі, що досягається досить складними технічними засобами. Інтенсивність водоподачі в жаркі години доби повинна в 1,5-2,0 рази перевищувати середньодобову, що потребує збільшення пропускної здатності трубопровідної мережі;

- системи синхронні в добовому циклі - відповідність водоподачі і водоспоживання протягом вегетації і в середньому за добу. Водоподача протягом доби здійснюється монотонно з середньодобовою інтенсивністю. Пропускна здатність мережі є мінімально можливою;

- напівсинхронні системи - відповідність водоподачі протягом вегетації і періодичності поливу протягом доби з видачею добової норми водоспоживання. Потребують організації водообігу на системі, а порівняно висока інтенсивність водоподачі збільшує пропускну здатність трубопроводів;

- періодичні системи - відповідають водоподачі водоспоживання протягом вегетації і потребують організації водообігу на системі. Занижені вимоги до водопідготовки.

Важко витримати всі необхідні умови для водоспоживання сільськогосподарських культур, тому частіше застосовують періодичні системи, вода в яких подається з досить великими перервами.

За характером зволоження:

- локальне зволоження ґрунту безпосередньо біля кожної рослини - крапельниці встановлюють безпосередньо біля кожного дерева чи куща, якщо густота рослин до 2,6 тис. шт./га.

- смугове локальне зволоження ґрунту вздовж рослин - крапельниці встановлюють вздовж ряду рослин, застосовують при густоті рослин більше 2,6 тис. шт./га.

За характером зволоження системи підбирають насамперед в залежності від сільськогосподарських культур (при поливі садів або овочів).

3. Крапельний полив на виноградників України

На території України основна частина виноградних угідь розкинулася на півдні - в Криму. Види ґрунтів на Кримському півострові вражають різноманітністю, а сонце радує теплом з ранньої весни до пізньої осені. Однак кам'яниста земля передгірних і гірських ділянок ускладнює розвиток рослинництва в цьому регіоні. Тому основна частка вирощуваних культур припадає на виноградарство.

Виноград має потужну кореневу систему і вважається рослиною стійким до посухи. Не дивлячись на високу живучість в умовах жаркого клімату, для гарної врожайності виноградники потребують в грамотному поливі.

Існує кілька видів поливу: затоплення, дощування, аерозольне, крапельне зрошення і ін. У кожного виду є свої переваги і недоліки.

Для підготовки винограду до сезону плодоношення необхідний весняний вологозарядковий полив. Вода з резервуара потрапляє в неглибоку борозну глибиною 20-25 см., Прокладену уздовж всього виноградника, і подається до повного насичення ґрунту. Подібна процедура проробляється також восени, допомагає винограднику перенести зиму.

У таких регіонах як Крим, де виноград вирощується в промислових масштабах, з метою збору води, в горах, створюють штучні озера-резервуари збирають воду з гірських джерел. Вона і використовується для вологозарядковий поливу.

Найбільш оптимальний варіант в умовах дефіциту води - крапельне зрошення. Воно дозволяє раціонально розподілити воду, донести її безпосередньо до коренів, рівномірно внести добрива. Особливо актуальним є питання економії води для Криму та гірській місцевості.

Про принцип будови системи написано достатньо, він застосовний і до виноградників.

Крапельне зрошення допомагає заощадити людський ресурс і збільшити врожай винограду в 1,5-2 рази. Система краплинного зрошення дозволяє знизити поливну норму та при цьому отримати стабільний приріст урожаю. У 2011 році на краплинному зрошенні була отримана урожайність винограду 37 ц/га, на богарі - 31 ц/га.

4. Зрошення як інструмент регулювання життєдіяльністю виноградника

У теперішній час спостерігається підвищена увага до вивчення різних режимів зрошення на ріст і розвиток культурних рослин. У цій області за останні 25 років досягнено вразливих успіхів. У зв'язку з ним зрошення стало розглядатися не тільки як засіб боротьби з засухою, але і як ефективний інструмент цілеспрямованого регулювання життєдіяльністю виноградної рослини.

Було встановлено, що під контролем водного режиму протікає направленість і інтенсивність фізіолого-біохімічних процесів виноградної рослини, що безпосередньо відбивається на силі росту і плодоношенні кущів і, у кінцевому підсумку, на формуванні величини і якості урожаю.

Таким чином, уміючи управляти зрошенням, ми отримуємо змогу управляти водним режимом виноградної рослини, а через управління водним режимом виноградної рослини ми багато в чому ставимо під контроль як функціональне становище рослин, так і формування урожаю винограду в цілому.

Не випадково, у зв'язку з цим, у всьому світі останні 10-15 років спостерігається широке розповсюдження не тільки систем локального зрошення, але і різних інформаційних систем управління зрошенням. Зокрема, не дивлячись на економічні труднощі, багато які виноградарські господарства півдня України і Криму йдуть не тільки на встановлення систем краплинного зрошення, що дорого коштують, але і на придбання сучасних інформаційних систем (автономних погодних станцій, фітомоніторів, систем моніторингу ґрунту і т.ін.), справедливо вважаючи, що своєчасне зрошення дозволить суттєво (в 2-3 рази в умовах південного берегу Криму) підвищити продуктивність виноградників. Досвід показує, що навіть у випадку, якщо у господарстві немає сучасних систем локального зрошення, проведене своєчасно і в необхідному обсязі зрошення винограднику традиційним способом (по борознах, напуском і т.ін.) дозволяє не тільки підвищити продуктивність винограднику, але й сприяти рішенню ряду інших актуальних для виноградаря задач.

Таким чином, у сучасних технологіях зрошення може бути розглянуто як один з основних інструментів регулювання життєдіяльністю винограднику.

5. Особливості проектування систем краплинного зрошення

На сучасному етапі базова комплектація систем краплинного зрошення складається із водозабірної споруди на джерелі зрошення (1), вузла насосної станції (2), системи управління (3), станції підготовки води (4), водомірного обладнання (5), пристрою для підготовки, змішування і дозування добрив (6), магістрального трубопроводу (7), розподільної трубопровідної мережі (8), та комплекту поливних трубопроводів з крапельницями (9). Принципова схема такої системи зображена на рисунку.

Базова схема комплектації системи краплинного зрошення:

1 - водозабірна споруда на джерелі зрошення; 2 - насосна станція; 3 - блок автоматизації поливу; 4 - станція підготовки води; 5 - водомірне обладнання; 6 - пристрій для змішування і дозування добрив; 7-8 - магістральна і розподільна трубопровідна мережа; 9 - крапельниці.

Додатково система може включати запірну арматуру, регулятори тиску, вузли автоматичного контролю і управління системою, а також обліку води. Принцип дії системи полягає в тому, що вода під заданим тиском від насосної станції надходить через вузли підготовки води і добрив в трубопровідну мережу, і далі до крапельниць. Система може працювати як в ручному так і в автоматичному режимі.

Порядок проектування систем краплинного зрошення наступний:

- спочатку розраховують водоспоживання сільськогосподарських культур, що планують вирощувати при краплинному способі зрошення на основі ґрунтових, кліматичних і маркетингових досліджень;

розрахунок кількості поливних трубопроводів по ділянках, згідно схеми посадки рослин;

- розподіл ділянок на поливні блоки (враховуючи довжину рядків, потужність насосно - силового обладнання, дебіт свердловин, конфігурацію полів тощо);

- вибір вузла підготовки води (фільтростанції), враховуючи необхідні витрати води по блоках і тривалість поливу кожної ділянки;

- гідравлічний розрахунок магістральних і розподільних трубопроводів.

Необхідно також визначити щоденну максимальну потребу води з метою перевірки зрошувальної здатності вододжерела, вибору фільтростанції, фасонних частин і арматури. Наприклад, для півдня України максимальну щоденну зрошувальну норму можна прийняти 60 - 70 мі/га. Виходячи з цього проводять попередній розрахунок пропускної здатності фільтростанції за формулою:

Q? 60 мі/га · S / T,

де Q - пропускна здатність фільтростанції, мі/годину; S - запланована площа зрошення, га; T - запланований час роботи системи за добу (приймають близько 16-20 годин).

Якщо джерело водопостачання задовольняє потреби у воді, то наступним етапом є визначення кількості зрошувальних трубопроводів з урахуванням технології вирощування прийнятих сільськогосподарських культур. Для кожної культури з урахуванням схеми посадки і зайнятої площі потребу в поливних трубопроводах встановлюють:

Lt = Sk · 10000 / L, м,

де Lt - потреба в поливних трубопроводах; Sk - площа зайнята сільськогосподарською культурою; L - відстань між поливними трубопроводами (приймають згідно схеми посадки рослин).

Особливістю проектування і будівництва цих систем є використання типових (модульних) блоків площею 10-12 га для виноградників та саду, і 16-20 га для овочевих культур. Система придатна для застосування у всіх зонах промислового садівництва і овочівництва при похилі місцевості і=0-0,3.

Для прикладу схема модульних ділянок наведена на рис.

Схема модульної ділянки краплинного зрошення

Схема трубопроводів повинна бути ув'язана зі схемою посадки садів, виноградників, або овочевих культур. В плані її проектують, як правило, тупиковою. Магістральні і розподільні трубопроводи проектують із залізобетонних і азбестоцементних труб; ділянкові і поливні трубопроводи - із поліетиленових труб.

Тип труб визначають робочим тиском води в мережі з врахуванням категорії і висоти засипки ґрунту. Вибір матеріалу і типу труб із поліетилену здійснюють за робочим тиском в трубопроводі з урахуванням нормального терміну служби, температури води і способу з'єднання.

За робочий тиск в трубопроводі приймають найбільший можливий в умовах експлуатації внутрішній тиск в мережі при сталому русі води. Робочий тиск в трубопроводі встановлюють на підставі гідравлічних розрахунків.

Список використаної літератури

1. Ромащенко М.І., Доценко В.І., Онопрієнко Д.М., Шевелєв О.І Системи краплинного зрошення: навчальний посібник / За ред. академіка УААН М.І. Ромащенка.

2. Нилов Н.Г., Березовская С.П., Рыфф И.И., Иванов Ю.А. Способы управления орошением виноградников: Тезисы докладов и сообщений Международной научно-практической конференции, посвященной 180-летию НИВиВ «Магарач». - Ялта, 2008. - Т.2. - С. 45-46.

3. Нилов Н.Г., Березовская С.П., Иванов Ю.А., Рыфф И.И. Предложения, направленные на интенсификацию виноградников юга Украины // Агромир. - Симферополь: Крымский государственный аграрный учебно-консультативный центр, 2006, №44. - С. 1-2.

4. Нилов Н.Г. Методы мониторинга водного режима виноградников // Виноградарство и виноделие: Сб. научных трудов ИВиВ «Магарач». - Ялта, 2000. - С. 36-43.

Размещено на Allbest.ru