Диссертация (Обоснование режима капельного орошения саженцев груши в условиях Московской области), страница 6

В Тель-Авиве на международной конференции в 1971 г., посвященной капельному орошению, былипредставлены первые научные работы в количестве 24 штук.28Первое описание капельного полива присваивают инженеру S. Blass, который отметил более интенсивное развитие дерева, растущего рядом с протекающим краном, по сравнению с другими деревьями.

Позднее им была разработанапервая капельница. С 1968 г. изобретателями, а также компаниями по производству оросительного оборудования, большое внимание уделялось разработке капельниц для капельного полива и, уже к середине 70-х годов 20 века, их число насчитывало более 250 шт.Первыми отечественными исследователями, занимавшимися изучением капельного способа полива различных сельскохозяйственных культур, были:Б.Б. Шумаков, И.С. Флюрце, В.Х.

Арст, Д.П. Семаш, Г.Ю. Шейнкин, и др. Неменьший вклад в изучение и развитие малообъемных способов полива принадлежит О.Е. Ясониди, И.П. Кружилину, Ф.Р. Зайдельману, И.И. Икромову, А.С. Овчинникову, К.М. Кулову, Н.Н. Дубенку, В.В. Бородычеву, М.Ю. Храброву,В.А. Денисову, К.В. Губеру, А.И. Голованову, А.Т. Каленикову и др. [54, 59, 84,98, 179, 188].В Российской Федерации, по данным официальных статистических источников, на 2012 г. площадь орошаемого земледелия составляла 4,3 млн.

га [139],другие источники приводят значительно меньшие цифры – 1,18 млн. га. Доля малообъемных способов орошения в России, по различным данным, варьируется от2% до 4% от общей орошаемой площади. По данным МКИДа, в мире на сегодняшний день капельным способом орошается порядка 10,3 млн. га, что в 6,5 разабольше, чем двадцать лет назад [22, 141]. Ряд ученых и специалистов прогнозирует увеличение площадей, орошаемых малообъемными способами, до 28 млн. га к2020 г., если сохранится нынешняя динамика внедрения. Из докладов по темпамроста и развития рынков прогнозируется, что к 2016 г. рост рынка малообъемногоорошения составит 19%, а мировой рынок достигнет 996,7 млн. долларов USD[22, 182].На сегодняшний день действует две государственные программы «Развитиемелиорации земель сельскохозяйственного назначения России на 2014 – 2020 годы» и «Развитие сельского хозяйства и регулирование рынков сельскохозяйст-29венной продукции, сырья и продовольствия на 2013–2020 годы», в которых длясельхозпроизводителей предусмотрена компенсация затрат (до 50%) на реконструкцию, строительство и модернизацию систем орошения [3, 22, 182].1.3.3 Системы капельного орошенияВ результате многочисленных исследований и продолжительной эксплуатации система капельного орошения (СКО) на сегодняшний день представляет собой высокотехнологичный стационарный или полустационарный автоматизированный комплекс.

Основные структурные элементы СКО следующие: водозаборный узел, насосная система, система фильтрации воды, регуляторы давления ирасхода воды, манометры и водомерные устройства, бак для приготовления смесиудобрений, оросительная сеть, датчики влажности почвы, система связи и автоматизации полива [20, 59, 104, 114, 185, 188]. Оросительная сеть, в свою очередь,представлена магистральным трубопроводом, сетью распределительных и поливных трубопроводов с капельницами и арматурой [20, 59, 104, 114, 185, 188]. СКОможет быть как с закрытыми, так и с открытыми трубопроводами [20].Главной особенностью СКО, определяющей эффективность и потенциалвсей системы, являются капельницы, которые в первых системах были представлены перфорациями в трубках – своеобразными водовыпусками.

В результатемногочисленных исследований, разработок и желания контролировать расход подаваемой воды, были сконструированы капельницы, которые впоследствии претерпели большое количество модернизаций.На сегодняшний день для производства капельниц в основном используютполиэтилен, стабилизированный поливинилхлорид, пропилен. Расход современных капельниц постоянен и поддается регулированию в пределах от 1 до 15 л/ч[14, 22, 59, 104, 114, 136, 179, 185, 188]. Полив многолетних насаждений осуществляется стационарными или полустационарными системами капельного орошения[14, 22, 59, 104, 114, 136, 179, 185,188].Для полива сельскохозяйственных культур на территории Российской Федерации в основном используются капельницы, произведенные в России («Ко-30ломна-1», «Узгипроводхоз»), Украине («Украина-1», «К-316»), Молдавии («Таврия-1», «Молдавия») [22, 116, 117].

Наибольшую популярность среди зарубежныхразработок получили капельницы, произведенные в Израиле такими компаниями,как: «NaanDan» и «Netafim»; в США – «Hunter», «RainBird», в Испании – «QueenGil», «Toro, Siplast», «T-System», «Multibar» [14, 22, 59, 116, 117, 185].По способу соединения капельницы с поливным трубопроводом их можноразделить на три типа: линейные, которые присоединяются при помощи ниппелей[20, 22, 64, 136]; интегральные – встроенные, устанавливаются непосредственно вкапельную линию при производстве [20, 22, 64, 136]; боковые – встраиваются встенку соединительных элементов [20, 22, 64, 136]. Что касается способа размещения капельниц на поливных трубопроводах, то можно выделить: линейныйспособ – капельницы расположены равномерно по всей длине через равные промежутки, применяют в основном в овощеводстве и питомниководстве; точечныйспособ – капельницы расположены согласно схеме посадки культурных или декоративных растений [14, 20, 22, 136].Конструктивные особенности капельниц позволяют разделить их на оборудованные системой или механизмами самоочищения от механических загрязнителей и без них [14, 20, 22, 59, 114, 136, 179].

Помимо этого, можно выделить капельницы конвенционального действия, расход которых зависит от давления вполивных трубопроводах и капельницы компенсационного действия, способныеподдерживать постоянный расход при изменяющемся давлении в трубопроводе[14, 20, 22, 59, 104, 114, 136, 179, 185, 188].На сегодняшний день наибольшую популярность получили капельницы,оборудованные системой уменьшения давления в виде различных лабиринтов исистемой компенсации напора в виде силиконовых мембран различной конструкции [14, 20, 22, 59, 104, 114, 136, 179, 185, 188].Немаловажной особенностью СКО являются требования, предъявляемые ккачеству воды, подаваемой на орошение, что определяет необходимость проектирования водоочистительных сооружений. В водоочистительных сооружениях используют сетчатые, гидроциклонные, дисковые и песчано-гравийные фильтры.31При выборе способа и метода водоочистки необходимо руководствоваться качеством воды, подаваемой на орошение, конструктивными особенностями капельниц и водовыпусков [14, 20, 22, 136, 144, 179].

Для обеспечения постоянного напора в трубопроводах СКО обычно устанавливают пальчиковые, волновые и роликовые шланговые насосы [20, 22, 116, 117].Системы капельного орошения могут быть как частично, так и полностьюавтоматизированными. Полностью автоматизированные системы значительнораспространены в Израиле, Австралии и США [20, 22, 144, 179]. Автоматизацияпроцесса капельного орошения происходит посредством сбора и анализа информации, полученной от датчиков давления, влажности почвы, уровня воды, погодных условий. Анализ собранной информации производится специализированными программными продуктами, установленными на компьютер или контроллер,посредством которых выбирается продолжительность и срок полива, а также устанавливается необходимость внесения удобрений [20, 22, 144, 179].

Для проведения поливов в автоматическом режиме СКО должна быть оборудована электромагнитными клапанами и задвижками [20, 22, 179]. Полностью автоматизированная система позволяет обеспечить поддержание выбранного режима орошенияи значительно снизить трудозатраты.Современные тенденции развития технологий капельного орошения направлены на создание передвижной СКО и модернизацию капельниц. Первое позволит расширить область использования СКО и осуществлять поливы культурсплошного сева [22]. В США, Израиле и Мексике наиболее интенсивно занимаются техническим решением данного вопроса. Первые передвижные установкипредставлены широкозахватными машинами, оборудованными СКО.

Данные установки оснащены водовыпусками, обеспечивающими непрерывный поток воды,направленный в каждый ряд. Существенным отличием таких установок от дождевальных является более низкое рабочее давление, большая однородность потока,меньшая подверженность засорению [22, 64, 136, 179]. В штате Калифорния(США) проводят испытания конструктивно новой, полностью автоматизирован-32ной передвижной СКО, оборудованной солнечными батареями для обеспеченияпередвижения и подачи воды [22, 64, 179].1.3.4 Эффективность капельного орошения при выращивании саженцев плодовых культур.Исследования различных ученых по влиянию капельного способа полива нафизиологические показатели свидетельствуют об увеличении транспирации, обводненности листьев и лизофильности вегетативной массы, положительном влиянии на водообмен, что, в свою очередь, улучшает как условия онтогенеза, так ипродуктивность растений [22, 64, 136, 179, 207].Исследования капельного орошения, проведенные в УкрНИИГиМ, показалиувеличение прироста побегов яблони в 1,5 раза, по сравнению с поливом по бороздам, и на 40-70% - с дождеванием [22, 64].

Большое внимание ученые уделяюттому факту, что саженцы, возделываемые при капельном способе полива, вступают в плодоношение на 2 года раньше, а урожай собирается раньше сроков и составляет в среднем 35-36 т/га [22, 64, 136]. Другие исследования, проводимые наполукарликовых подвоях яблони в предкавказских районах, подтверждают наибольший прирост побегов при капельном орошении, составляющий 41,6-43,7 см,а так же отмечают положительное влияние радиального увеличения штамба саженцев – на 7-8 мм [22, 47, 64, 136, 146].В опытах, проводимых в плодоносящих яблоневых садах, при капельноморошении была достигнута урожайность в 24 т/га, а при дождевании – 19-20 т/га,при поливе по бороздам – 13 т/га. Однако, другие исследования показывают несколько иные результаты, где урожайность при капельном способе полива составляет 20 т/га, при дождевании – 21 т/га, при поливе по бороздам – 16 т/га [47,146].

Результаты всех исследований сходятся в том, что положительное влияниекапельного орошения достигается при существенной экономии воды (50-90%), посравнению с дождеванием и поливом по бороздам, а оросительная норма в среднем составляет для каждого способа полива 1500, 7800, 8500 м3/га, соответственно [22, 47, 64, 136, 146].33Подобныерезультатыисследованийбылиполученыивнаучно-исследовательском центре штата Вашингтон (США), где отмечали не только увеличение основных показателей роста и развития саженцев плодовых культур, но исокращение сроков вступления в плодоношение, а также увеличение урожайностии содержания сахаров в плодах при сохранении их размеров [22, 47, 64, 136, 146].В своих трудах израильские ученые отразили влияние локального увлажнения на формирование корневой системы плодовых культур, где ее развитие былоограничено областью увлажнения около капельницы [64].