Тема 15. Способи зрошення с.-г. культур, агровимоги, операції, машини

Зрошення – це штучне подавання води в ґрунт для покращення його водного  режиму.  Його  застосовують  тоді,  коли  природного  зволоження ґрунту  атмосферними  опадами  недостатньо  для  отримання  високих  і стійких  врожаїв  сільськогосподарських  культур.  Зрошення  забезпечує найбільш  сприятливі  для  росту  рослин,  водний,  поживний,  повітряний, тепловий та мікробіологічний режими ґрунтів.

В Україні застосовують такі способи зрошення (поливу): поверхневий, коли вода розподіляється по поверхні поля; підґрунтове, коли ґрунт зволожується без появи води на поверхні, а вода подається по трубах, закладених у ґрунті; краплинний, коли  вода поступово  зволожує  ґрунт  безпосередньо  в  зоні  кореневої  системи рослин; дощування, коли водою у вигляді штучного дощу поливають  ґрунт  і надземні частини рослин за допомогою спеціальних апаратів.

Поверхневий (наземний)  –  це  полив  по  борознах,  нарізаних  у міжряддях  просапних  культур;  полив  напуском  по  смугах  (культури суцільних  способів  посіву);  полив  затопленням  по  чеках  (вирощування рису) та лиманний полив.

Полив по борознах — кращий  із поверхневих способів поливу. Полив по борознах здійснюють за умови спланованої поверхні та схилах від 0,001 до 0,03 (рис. 3.9).

Рисунок 3.9 – Полив капусти по борознах

Його використовують  для  зрошення  кукурудзи,  буряку,  картоплі,  овочевих,  а  також плодових культур  і виноградників.

Відстань між борознами залежить від водно-фізичних властивостей ґрунту: а= 50 – 80 см на ґрунтах з середньою водопроникністю (контури зволоження витягнуті вниз, тому відстань між борознами невелика); - 70 – 90 см на важких ґрунтах (контури зволоження витягнуті в боки, тому відстань між борознами більша).

Глибину поливних борозен встановлюють залежно від рельєфу місцевості та самої культури: мілкі – 8 – 12 см; середні – 12 – 18 см; глибокі – 18 – 22 см, борозни-щілини – 30 – 45 см.

Для кукурудзи, картоплі, цукрових буряків, овочевих культур (крім цибулі, моркви, редиски), а також в садах і виноградниках глибина борозен –18 – 22 см. Для культур, що висівають стрічковим способом (морква, цибуля та ін), глибина – 8 – 12 см.

Борозни-щілини – це звичайні борозни, на дні яких нарізують щілинорізами  щілини глибиною 18–20 см і шириною 2,5 – 3,5 см, загальна глибина становить 35–40 см. Відстань між ними –0,8–1,2 м.

Напуском по смугах поливають культури суцільної сівби – трави, зернові, зернобобові. Застосовують на полях з глибоким заляганням ґрунтових вод на важких ґрунтах.

При цьому істотне значення має вирівнювання поверхні.  

Недоліками способів поливу по борознах і смугах є те, що затоплюється поверхня всього поля; утруднюється обробіток міжрядь; нерегульована подача води призводить до значних її витрат.

Полив затопленням – поділяється на лиманне зрошування (рис.3.11, а) та зрошування чеків під час вирощування рису (рис.3.11, б). При лиманному ґрунт зволожується під час паводку  талими  водами.  Таке  зрошення  застосовують  в  посушливих степових районах, де відсутні постійні водоймища.

 

Рисунок 3.11 – Полив затопленням

 Лимани створюють за допомогою  земляних  валів.  Таке  зрошення  дає  добру  вологозарядку,  але виключає вегетаційні поливи.

Зрошуване поле під насадження рису поперечними і повздовжніми земляними валиками розбивають на окремі ділянки – чеки, які заповнюють водою. Ділянки, виділені під затоплення, повинні мати дуже малі похили, низьку водопроникність ґрунту.

Поле розбивається на карти довжиною 40 – 1500 м, шириною 150 –250 м. Карту поділяють валиками на чеки, кількість і розміри яких залежать від рельєфу і похилу поля. Площа чека повинна бути не менша 2 га, а довжина однієї з сторін не менше 200 м (найчастіше площа чека дорівнює 0,5 – 5 га). За умови сприятливого рельєфу, вся карта може являти собою єдиний чек. Тоді її називають картою-чеком.

Для досягнення рівномірного зволоження ґрунту потрібно, щоб різниця верхньої і нижньої частини чека по ухилу не перевищувала 10 см. Максимальна глибина води на рисових чеках може бути 25 см, тому висота водозатримуючого трапецеїдального валика над поверхнею чека коливається в межах 40 – 50 см з шириною по вершині також 40 – 50 см.

Оскільки при затопленні у ґрунті відбуваються низхідні токи води, що вимивають солі з кореневмісного шару, рис можна вирощувати на засолених ґрунтах, він є меліоруючою культурою. Обов’язковою культурою рисової сівозміни є люцерна.

Підґрунтове  зрошення  здійснюють  подачею  води  пористими керамічними  або  поліетиленовими  трубопроводами  –  зволожувачами  з отворами (рис.3.12).

 

 Рисунок 3.12  - Схема підґрунтового зрошення: 1 — дренажні труби; 2 — кротовини

Воду  подають  в  зону  коріння  –  трубопроводи  прокладені  у підорному  шарі  на  глибині  40…50 см  на  відстані  70…120 см.  Труби мають  отвори  для  надходження  води  в  ґрунт (рис. 3.13)

Рисунок 3.13  – Підґрунтове зрошення посівів зернових

Переваги  цього  способу  зрошення:  механізація  процесу  і  високий  коефіцієнт  корисного використання  зрошуваної  території,  збереження  структури  верхнього шару  ґрунту;  зниження  поливних  норм  і  продуктивніше  використання води;  поєднання  поливу  з  одночасним  внесенням  безпосередньо  вкореневу зону поживних речовин.

У підорний шар ґрунту вода надходить  через  отвори  в  наслідок  капілярних  сил.  Застосовують  підґрунтове зрошення переважно на ґрунтах з добрими капілярними властивостями.

Недоліки  цього  способу,  що  обмежують  його  застосування,  –  це недостатнє  зволоження  верхнього  шару  ґрунту  (4…5 см),  на  глибину якого  переважно  висівають  насіння  сільськогосподарських  культур; висока вартість робіт з облаштування трубопроводів; значна втрата води на фільтрацію у нижні шари ґрунту.

Краплинне  зрошення  –  постійна  подача  води  краплями  в  зону коріння  за  допомогою  системи  трубопроводів,  обладнаних  крапельницями.  Зараз  цей  спосіб  зрошення  широко  використовують  у  закритому ґрунті,  а  також  під час врощування будь яких культур: зернових, бульбоплодів (рис.3.14), овочевих, садових, ягідників (рис.3.17; рис.3.18; рис.3.19) в інтенсивних технологіях.

Воно забезпечує надходження води по крапельницях у зону зволоження під дією капілярних сил. При цьому зволожується менший об’єм  ґрунту, ніж під час дощування або поверхневого  зрошення (рис. 3.15).

Принцип  роботи  системи  краплинного зрошення  наступний.  З  поливного трубопроводу  вода  надходить  в  крапельницю,  проходить  через  дросель  і,  витікаючи  зовні,  зволожує  грунт  на  глибину  1  м  у  зоні  зволоження  шириною  до  2,6  м.  При цьому  грунт  у  міжряддях  залишається  сухим. 

1- поливний тру­бопровід; 2 - крапельниця; 3 - осередок перезволоженого грунту; 4 - осередок нормаль­но зволоженого грунту; 5 - осередок частково зволоженого грунту; 6 - контури осередків зволоження.

Рисунок 3.15  – Характерні контури зволоження у краплинному зрошенні: а - на важких за механічним складом грунтах; б - на легких грунтах

Кількість  крапельниць  залежить  від виду  сільськогосподарської    культури,    схеми  їх  розміщенні  на  площі,  витрачання води на одну рослину тощо.

На рисунку 3.16 надана схема краплинного зрошення саду.

 Рисунок 3.16 – Схема краплинного зрошення саду

Рисунок 3.17 – Краплинне зрошення яблуневого саду – а) та ягідника малини – б)

Для  овочевих  культур (рис.3.18; рис.3.19),  наприклад,  відстань  між  крапельницями  на  поливному трубопроводі встановлюють у межах від 0,2 до 2,0 м.

Рисунок 3.18 -  Краплинний полив огрків – а) та салату – б)

Рисунок 3.19 – Облаштування краплинного зрошення польових культур

Однією  з  основних переваг краплинного зрошення є подача води невеликими нормами через короткі  інтервали часу. За цього способу зрошувальні норми зменшуються у середньому на 20...50 % порівняно зі звичайними способами. Подачу  води  в  систему  краплинного зрошення можна  регулювати  автоматично або вручну.

Окрім того,  досягається велика економія води, зниження  втрат  води  на  фільтрацію  та  випаровування,  відсутність поверхневого  стоку  та  водної  ерозії,  можливість  локального  внесення добрив з поливною водою.

Дощування  –  найбільш  поширений  в  нашій  країні  спосіб  поливу сільськогосподарських культур. Під час зрошення дощуванням вода у вигляді дрібних крапель розбризкується над полем,  зволожуючи  рослини,  повітря  й  ґрунт. Пристрої для утворення штучного дощу і розподілу його на площі називаються дощувальними апаратами. Дощувальні апарати поділяються на: дощувальні агрегати, дощувальні машини і установки .

Дощувальні агрегати уявляють собою трактор (гусеничний) з навісним обладнанням. До них відносяться  ДДА-100М, ДДА-100МА (рис. 3.20), ДДН-70, ДДН-100 (рис. 3.21) та інші.

Рисунок 3.20 – Дощувальні агрегати ДДА-100М, ДДА-100МА

Рисунок 3.21 – Дощувальні агрегати ДДН-70, ДДН-100

Дощувальні машини - це установки з механічним засобом руху, а саме: "Фрегат" (рис.3.22), "Каравелла" (рис.3.23), "Кубань", (рис.3.24), 2іЕ (Франція, рис.3.25), Valley (USA, рис.3.26),  ДФ-120 "Дніпро" (рис.3.27), "Волжанка" "(рис.3.28), та інші.

Рисунок 3.22 - Дощувальні машини "Фрегат"

Рисунок 3.23 - Дощувальна машина "Каравелла" ("Фрегат"+)

  Рисунок 3.24 Дощувальні машини "Кубань" – а); "Кубань-Л" – б)

    Рисунок 3.25 - Дощувальні машини  2іЕ (Франція)

Рисунок 3.27. Дощувальні машини ДФ-120"Дніпро"та МДФП-70/130

 

Рисунок 3.28 - Дощувальна машина ДКШ-64 "Волжанка"

Дощувальні установки - це набір переносних трубопроводів, насадок, гідрантів, тощо.

До них відносяться комплекти іригаційного обладнання КИ-50 "Радуга" (рис.3.29), дощувальне обладнання Z-50Д "Сигма", дощувальний шлейф ДШ 25/300 "Тимирязівець."    

      Рисунок 3.29 - Комплект іригаційного обладнання КИ-50 "Радуга" 

Основний фактор вибору поливної машини — розмір поля і можливості щодо подачі води. Для полів площею понад 30 га,  чим більша машина —  тим вона ефективніша. 

Тому для невеликих полів ( до 30 га) доцільно обирати шланго-барабанні машини, тоді як для великих — лінійні.

Дощувальні машини барабанного типу (полив дощуванням) поєднують в собі властивості як дощувальних машин, так ідощувальних 

установок,  призначені для зрошення сільськогосподарських культур, садових ділянок і розплідників, зелених насаджень і парків, 

вони стали для багатьох дрібних і середніх господарств ідеальною технікою для зрошення та поливу. Це мобільні агрегати, які 

мають у своєму складі різні насадки і які 

можуть працювати з неочищеної водою.

Дощувальні машини шлангобарабанного типу поставляють фірми «Bauer» (Австрія), «Irrifrance Optima» (Франція), Beinlich (Німеччина), IRTEC, Ocmis, Nettuno, (Італія) та ін.

 

Рисунок  3.30 – Дощувальні машини шлангобарабанного типу фірми Ocmis R та Super rain GX 690 100/400

Сучасні дощувальні агрегати машини і установки залежно від типу використаних насадок поділяються на 

три типи: короткоструминні (низьконапірні), середньоструминні (середньонапірні) і далекоструминні 

(високонапірні). Розрізня­ються вони як конструкцією і технічними особливостями дощуваль­них насадок, 

так і структурою та якістю дощу, радіусом дії, напо­ром, витратою води і продуктивністю.

Короткоструминні дощувальні машини. До цієї групи належать такі дощувальні машини і установки: ДДА100М, ДДА-100МА, «Кубань» і ДШ-25/300 «Тимирязевец».

Середньоструминні ( радіус дії до 35 м) - "Фрегат", "Днепр", "Волжанка", "Бригантина", "Каравелла", іригаційні комплекти КИ-50 "Радуга", "Сигма", комплект синхронно-імпульсного дощування КСИД-10.

Далекоструминні (радіус дії понад 35 м)  - ДДН-70, ДДН-100 і інші.

За дією і конструктивними особливостями дощувальні системи поділяються на стаціонарні, напівстаціонарні, пересувні.

У стаціонарних системах всі елементи, крім дощувальних машин і агрегатів займають постійне місце.

У напівстаціонарних дощувальних системах рухомими можуть бути розподільні і дощувальні трубопроводи.

У пересувних системах всі елементи в процесі поливу пересуваються. Такі системи мають невелику площу (овочеві ділянки, культурні пасовища). Елементами дощувальних зрошувальних систем є:

- джерело зрошення;

- насосно-силове обладнання;

- постійна мережа каналів і трубопроводів;

- тимчасова мережа каналів або швидкорозбірних трубопроводів;

- стаціонарні або рухомі дощувальні агрегати, машини, установки, апарати.

Короткоструминні дощувальні агрегати ДДА-100М і ДДА-100МА призначені для зрошення зернових, технічних, овочевих, баштанних і кормових культур, а також трав на ділянках з похи­лами до 0,003.

Витрата ДДА-100М - 100 л/с, ДДА-10ОМА - 130 л/с. Дощувальні машини ДДА-100М і ДДА-100МА складаються з трак­тора ДТ-54А і ДТ-75М, просторової двоконсольної трикутної фер­ми з дощувальними насадками, рами для кріплення ферми на трак­торі, насосної установки, гідропідживлювача, гідросистеми керуван­ня і системи освітлення. Трактор є самохідною опорою і джерелом енергії для насоса, гідравлічної і електричної систем.

Відцентровий насос, що приводиться в рух трактором, всмоктує воду з тимчасового зрошувача через плаваючий всмоктувальний клапан і подає її по двох нижніх поясах ферми до короткоструминних насадок, розміщених за довжиною і шириною ферми через 4 м. На фермі довжиною 110 м встановлено 52 дефлекторні насадки з витратою по 2,3 л/с і дві кінцеві секторні — по 5 л/с кожна.

Агрегати ДДА-100М і ДДА-100МА аналогічні за будовою і роботою і розрізняються потужністю трактора, витратою насоса та швидкістю руху вперед .

Для нормальної роботи агрегатів тимчасові зрошувачі нарізають канавокопачем прямолінійно через 120 мглибиною до 1 м і шириною по дну 0,5...0,6 м з закладанням укосів 1 : 1 по попе­редньо спланованій трасі з похилом 0,0005...0,003. З одного боку зрошувача, найчастіше з лівого за течією, грейдером влаштовують дорогу для трактора. Втрати площі під зрошувачі становлять близь­ко 5 %.

Для забезпечення необхідної глибини тимчасові зрошувачі пе­реносними перемичками розділяють на б'єфи довжиною 100...500 м.

 Агрегати послідовно переходять від одного б'єфа до іншого. При оптимальній технологічній схемі полив провадять з голови зрошу­вача. Для забезпечення високого коефіцієнта використання робо­чого часу число проходів агрегатів повинно бути непарним.

Вибір дощувальної техніки для конкретних умов здійснюється в два етапи. На першому етапі визначається можливість використання дощувальної техніки. На другому етапі встановлюється економічна доцільність використання. При визначенні можливості використання дощувальної техніки слід враховувати гідрогеологічні, агротехнічні і господарські умови, рельєф, кліматичні фактори та інше.

Гідрогеологічні умови. При близькому заляганні від поверхні землі рівня мінералізованих грунтових вод ( близько 2,5 м) і слабкої дренованості території  спосіб поливу дощуванням  застосовувати не рекомендується.