Капельное орошение

Капельное орошение — это тип микроорошения , который может сэкономить воду и питательные вещества, позволяя воде медленно капать к корням растений, как сверху, так и над поверхностью почвы или под землей . Цель состоит в том, чтобы поместить воду непосредственно в корневую зону и минимизировать испарение . Системы капельного орошения распределяют воду через сеть клапанов , труб , насосно-компрессорных труб и излучателей . В зависимости от того, насколько хорошо спроектированы, установлены, поддерживаются и эксплуатируются, система капельного орошения может быть более эффективной, чем другие типы ирригационных систем, таких какорошение поверхности или орошение спринклером.

История

Примитивное капельное орошение использовалось с древних времен. Вентилятор Шэн-Чи-Шу , написанный в Китае в первом веке до нашей эры , описывает использование погребенных, неглазурованных глиняных горшков, наполненных водой в качестве средства орошения. Современное капельное орошение началось в Германии в 1860 году, когда исследователи начали экспериментировать с подземным орошением с использованием глинистой трубы для создания комбинированных систем орошения и дренажа. Исследования были позже расширены в 1920-х годах, чтобы включить применение перфорированных трубных систем. Использование пластика для хранения и распределения воды при капельном орошении позднее было разработано в АвстралииХаннисом Тиллом.

Использование пластикового эмиттера в капельном орошении было разработано в Израиле по Симху Blass и его сыну Йешаяги. Вместо того, чтобы выпустить воду через крошечные отверстия, легко заблокированные крошечными частицами, вода выделялась через большие и более длинные каналы, используя скорость для медленной воды внутри пластикового излучателя. Первая экспериментальная система такого типа была создана в 1959 году Блассом, который позже присоединился (1964) к кибуцу Хеззерему, чтобы создать ирригационную компанию под названием « Нетафим» . Вместе они разработали и запатентовали первый практический поверхностный капельный оросительный эмиттер.

В Соединенных Штатах первая капельная лента под названием Dew Hose была разработана Ричардом Чапином из Chapin Watermatics в начале 1960-х годов. Chapin Watermatics была приобретена Jain Irrigation в 2006 году и размещена под ее дочерней компанией Jain Irrigation Inc, США.

Современное капельное орошение https://marketsv.com.ua/kapelnyj-poliv/, возможно, станет самым ценным в мире изобретением в сельском хозяйстве с момента изобретения в 1930-х годах ударного спринклера , который предложил первую практическую альтернативу поверхностному ирригации . Капельное орошение может также использовать устройства, называемые микрораспылительными головками, которые распыляют воду на небольшой площади вместо капельных эмиттеров. Они обычно используются на древесных и виноградных культурах с более широкими корневыми зонами. Подповерхностное капельное орошение (SDI) использует постоянно или временно скрытую капельницу или капельную ленту, расположенную на корнях растений или ниже. Он становится популярным для орошения рядовых культур, особенно в районах, где водарасходные материалы ограничены или рециркулированная вода используется для орошения. Для определения наиболее подходящей системы капельного орошения и компонентов, которые будут использоваться в конкретной установке, необходимо тщательное изучение всех соответствующих факторов, таких как рельеф местности, почва, вода, культура и агро-климатические условия.

Компоненты и операции

Компоненты, используемые в капельном орошении (перечисленные в порядке от источника воды), включают:

Насос или источник воды под давлением
Фильтр (ы) для воды или системы фильтрации: пескоотделитель, системы футеровки (инжектор Вентури) и оборудование для химикатов (по желанию)
Контроллер обратной промывки ( устройство предотвращения обратного потока )
Клапан регулирования давления ( регулятор давления )
Линии распределения (основная труба большего диаметра, возможно, вторичная меньшая, фитинги для труб)
Ручные, электронные или гидравлические регулирующие клапаны и предохранительные клапаны
Трубка полиэтилена меньшего диаметра (часто называемая «боковыми»)
Полиэлементы и аксессуары (для подключения)
Излучающие устройства на растениях (эмиттер или капельница, микрораспылительная головка, встроенная капельница или встроенная капельная трубка)

В системах капельного орошения насос и клапаны могут управляться вручную или автоматически с помощью контроллера .

В большинстве крупных систем капельного орошения используется фильтр какого-либо типа, чтобы предотвратить засорение потока мелкого эмиттера небольшими водными частицами. В настоящее время предлагаются новые технологии, которые минимизируют засорение. Некоторые жилые системы установлены без дополнительных фильтров, так как питьевая вода уже фильтруется на очистной установке. Практически все производители оборудования для капельного орошения рекомендуют использовать фильтры и обычно не будут соблюдать гарантии, если это не будет сделано. Фильтры последней линии непосредственно перед окончательной подающей трубой настоятельно рекомендуются в дополнение к любой другой системе фильтрации из-за мелкодисперсного осаждения частиц и случайного введения частиц в промежуточные линии.

Капельное и подземное капельное орошение используется почти исключительно при использовании переработанных муниципальных сточных вод. Правила обычно не позволяют распылять воду через воздух, который не был полностью обработан стандартами питьевой воды.

Из-за того, как вода применяется в капельной системе, традиционные поверхностные применения удобрений с временным высвобождением иногда оказываются неэффективными, поэтому системы капельного орошения часто смешивают жидкие удобрения с оросительной водой. Это называется фертигацией ; фертигация и химикация (применение пестицидов и других химических веществ для периодической очистки системы, таких как хлор или серная кислота ) используют химические инжекторы, такие как диафрагменные насосы , поршневые насосы или аспираторы, Химикаты можно добавлять постоянно, когда система орошается или с интервалом. Сообщается о сбережениях удобрений до 95% из недавних полевых испытаний в университете с использованием капельного фертигации и медленной подачи воды по сравнению с моментальным высвобождением и орошением с помощью микрораспылительных головок.

Правильно спроектированное, установленное и управляемое капельное орошение может помочь добиться экономии воды за счет уменьшения испарения и глубокого дренажа по сравнению с другими типами орошения, такими как наводнения или накладные спринклеры, поскольку вода может быть более точно применена к корням растений. Кроме того, капель может устранить многие заболевания, которые распространяются через водный контакт с листвой. Наконец, в регионах, где водоснабжение сильно ограничено, не может быть фактической экономии воды, а скорее просто увеличение производства при использовании того же количества воды, что и раньше. В очень засушливых районах или на песчаных почвах предпочтительным методом является использование оросительной воды как можно медленнее.

Импульсное орошение иногда используется для уменьшения количества воды, подаваемой на завод в любой момент времени, что уменьшает сток или глубокую перколяцию. Импульсные системы обычно являются дорогостоящими и требуют значительного обслуживания. Поэтому последние усилия производителей эмитентов направлены на разработку новых технологий, которые обеспечивают оросительную воду при сверхнизких расходах, то есть менее 1,0 литра в час. Медленная и равномерная доставка также повышает эффективность использования воды, не прибегая к расходам и сложности оборудования с импульсным расходом.

Излучающая труба представляет собой тип капельной оросительной трубки с излучателями, предварительно установленными на заводе с определенным расходом и расходом в час в зависимости от расстояния между культурами.

Излучатель ограничивает проход воды через него, тем самым создавая требуемые потери напора (в пределах атмосферного давления), чтобы выделять воду в виде капелек. Эта потеря головы достигается за счет трения / турбулентности внутри излучателя.

Преимущества и недостатки

Преимущества капельного орошения:

Потери удобрений и питательных веществ сводятся к минимуму из-за локального применения и снижения выщелачивания.
Эффективность использования воды высока при правильном управлении.
Полевое выравнивание не требуется.
Поля с неправильной формой легко размещаются.
Рециркулированная непищевая вода может быть безопасно использована.
Влажность в корневой зоне может поддерживаться на уровне поля.
Почвенный тип играет менее важную роль в частоте орошения.
Эрозия почв уменьшается.
Рост сорняков уменьшается.
Распределение воды очень однородно, контролируется выходом каждого сопла.
Стоимость труда меньше, чем другие методы орошения.
Изменение подачи можно регулировать, регулируя клапаны и капельницы.
Фертигация легко может быть включена с минимальными затратами удобрений.
Листва остается сухой, уменьшая риск заболевания.
Обычно работают при более низком давлении, чем другие типы орошения под давлением, снижая затраты на энергию.

Недостатками капельного орошения являются:

Первоначальная стоимость может быть больше, чем накладные.
Солнце может влиять на трубы, используемые для капельного орошения, сокращая их полезную жизнь. (В этой статье не приводится описание влияния деградирующего пластика на содержание почвы и последующее воздействие на продовольственные культуры. При использовании многих видов пластика, когда солнце разлагает пластик, вызывая его хрупкость, эстрогенные химические вещества (то есть , химические вещества, реплицирующие женские гормоны), которые могли бы привести к тому, что пластик сохранил гибкость, были выпущены в окружающую среду.)
Если вода не фильтруется должным образом и оборудование не поддерживается должным образом, это может привести к засорению или биозаготовке .
Для подповерхностного капания ирригатор не может видеть воду, которая применяется. Это может привести к тому, что фермер будет применять слишком много воды (низкая эффективность) или недостаточное количество воды, что особенно характерно для тех, у кого меньше опыта в капельном орошении.
Капельное орошение может быть неудовлетворительным, если гербициды или верхние одетые удобрения нуждаются в орошении спринклером для активации.
Капельная лента вызывает дополнительные затраты на очистку после сбора урожая. Пользователям необходимо планировать намотку, удаление, рециркуляцию или повторное использование капельной ленты.
Отходы воды, времени и урожая, если они установлены неправильно. Эти системы требуют тщательного изучения всех соответствующих факторов, таких как рельеф местности, почва, вода, культура и агро-климатические условия, а также пригодность системы капельного орошения и ее компонентов.
В более легких почвах подповерхностная капельница может не мочить поверхность почвы для прорастания. Требуется тщательное изучение глубины установки.
Большинство капельных систем рассчитаны на высокую эффективность, что означает незначительную фракцию выщелачивания или вообще отсутствует. Без достаточного выщелачивания соли, наносимые с оросительной водой, могут накапливаться в корневой зоне, обычно на краю увлажняющего рисунка. С другой стороны, капельное орошение позволяет избежать высокого капиллярного потенциала традиционного поверхностного орошения, которое может выводить солевые отложения сверху вниз.
Трубы из ПВХ часто страдают от повреждения грызунов, требуя замены всей трубы и увеличения расходов.
Системы капельного орошения не могут использоваться для контроля повреждений в ночные морозы (например, в случае оросительных систем спринклера)

Кассета

Капельная лента — это тип тонкостенной капельницы, используемой при капельном орошении. Первая капельная лента была известна как «Dew Hose».

Пленка для ленты с капельным лентой изготовлена из полиэтилена и продается на барабанах. Толщина стенки обычно составляет от 4 до 25 мил (0,1-0,6 мм). Более плотные стеновые ленты обычно используются для постоянного подповерхностного капельного орошения и более тонких ленточных лент для временных систем отбрасывания в высокоценных культурах.

Вода выходит из ленты через излучатели или капельницы. Типичное расстояние между эмиттерами составляет от 6 до 24 дюймов (150-600 мм). В некоторых продуктах излучатели изготавливаются одновременно с лентой и фактически формируются как часть самого продукта. В других случаях излучатели изготавливаются отдельно и устанавливаются во время производства.

Некоторый продукт — это не лента, а тонкостенная капельница, но на популярном языке оба типа продуктов называются лентами. Типичные диаметры ленты — 5/8 «, 7/8» и 1-3 / 8 «, с более крупными диаметрами, которые чаще используются на постоянных установках с более длинными тиражами.

Капельная лента является перерабатываемым материалом и может быть переработана в жизнеспособные пластиковые смолы для повторного использования в промышленности по производству пластмасс.

Использование

Капельное орошение используется в фермах , торговых теплицах и жилых садоводах . Капельное орошение широко принято в очагах острого дефицита воды и особенно для сельскохозяйственных культур и дерев , таких как кокосы , контейнерные ландшафтных дерева, виноград , бананы , бер , баклажаны , цитрусовые , клубника , сахарный тростник , хлопок , кукуруза и помидоры .

Капельное орошение для сада, доступное в наборах для капель, становится все более популярным у домовладельца и состоит из таймера , шланга и излучателя. Для орошения цветочных горшков используются шланги диаметром 4 мм.