WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаОрганізація виробництва, Трудове право України, Cоцзахист → Крапельне зрошення: історія і сьогодення - Реферат

Крапельне зрошення: історія і сьогодення - Реферат

Реферат на тему:

Крапельне зрошення: історія і сьогодення

Популярність цього методу зростає, а разом з цим виникають нові запитання, зацікавлені читачі прагнуть більш повного, детального розгляду цієї технології. Винахідник крапельного зрошення О. Бласс (Англія) у 30-х роках XX століття вивів основний принцип забезпечення рослин водою та елементами живлення — зволоження лише визначеного об'єму грунту, в якому розміщується активна коренева система. При цьому задовольняється потреба рослини у воді за мінімальних витрат її на випаровування та фільтрацію. Ані дощування, ані підтоплення цьому принципові не відповідають. Перші досліди із крапельним зрошенням (к.з.) розпочалися у 1940 році в теплицях на батьківщині автора. А перші випробування у відкритому грунті було проведено в Ізраїлі у середині 50-х. Висока вартість пластикових труб ще до початку масового їх виробництва перешкоджала їх практичному застосуванню. Проте обмеженість водних ресурсів, непридатність інших методів зрошення через високу мінералізацію води в цій країні змусили науковців "землі обітованої" подолати цю проблему, і вже в 60-ті роки було запатентовано першу систему крапельного зрошення. Відтоді почалося інтенсивне будівництво таких систем у всьому світі. В Ізраїлі новий метод поширювався досить швидко: якщо в 1968 році к.з. було запроваджено у 200 господарствах на площі 800 га, то в 1972-му — вже на площі 4800 га. Ні для кого не є таємницею, які відносини були в нас за радянських часів з цією країною, тому ці технології в СРСР деякий час уперто ігнорували. Інакше ставилися до цього методу в інших країнах світу. Наприклад, США першу нараду з питань крапельного зрошення провели в 1970 році, через два роки площа під ним сягала 4 тис. га, а в 1985-му — 340 тис. га (!) — найбільше у світі. Несподівано великої популярності к.з. набуло в Австралії. А що ж у нас? Дехто вважає, що до нас крапельне зрошення прийшло із падінням "залізної завіси". Проте це не так. Перші досліди із системами крапельного зрошення вітчизняного виробництва проводили УкрНДІЗС (Український науково-дослідний інститут зрошуваного садівництва), УкрНДІГіМ (Український науково-дослідний інститут гідротехніки і меліорації) та Укргіпроводгосп ще у 1970 році . У 1980 році в СРСР під крапельним зрошенням було 3 тис. га (0,3 тис. га — під садами та 2,4 тис. га — під виноградом), у тому числі на Україні — 0,4 тис. га. Проте за тих часів стежити за ізраїльськими досягненнями в цій галузі було неможливо, так само як і обмінюватися досвідом, читати наукові роботи тамтешніх винахідників — політичні інтереси заважали гармонійному розвиткові крапельних систем. Отже, у нашій країні поширювалися лише вітчизняні. Кульмінаційним став 1978 рік, коли в Середньоазіатському НДІ іригації ім. Журіна змонтували крапельне зрошення для сортів винограду Кишмиш чорний, Джанджал кала, Тайфі рожевий. Ті самі сорти випробовували за інших методів зрошення — борозенного і дощування. Результат вразив: раніше вважали, ніби крапельне зрошення лише економить воду, зберігає структуру грунту та запобігає водній ерозії. Але в цьому досліді кількість вічок на один кущ зросла в 1,5 раза, розвинутих пагонів — удвічі, плодоносних — у 4–6 разів, достигання прискорилося на 10–15 днів. Звідки таке зростання продуктивності? Невже через дозоване подавання води та добрив? Виявляється, так. Пояснення знайшли у відсутності за к.з. циклів надмірного зволоження грунту, неминучого наприкінці дощування, та висихання його до вологості в'янення. Усі способи обробітку грунту і зрошення лише частково вирішують головну умову продуктивності рослин, оптимізацію кореневого живлення, інакше кажучи — забезпечення активного коріння водою, повітрям і поживними речовинами. Сприятливе для рослини поєднання фаз грунту — твердої, рідкої і повітря (50:25:25) складається лише на короткий час навесні. Крапельне ж зрошення оптимізувало водний і поживний режими грунту, що забезпечило більшу інтенсивність усіх фізіологічних процесів у рослині, а отже, — зростання врожаю. Подальше вивчення цього методу виявило низку переваг (крім тих, якими, на думку попередніх дослідників, обмежувалася його дія: економією води, запобіганням водній ерозії, збереженням структури грунту):

- можливість використання більш мінералізованої, менш чистої води, непридатної для поливання іншими методами (не зволожуються міжряддя, надлишку води немає, а отже, не виникає небезпеки засолення грунту); для країн, де вода в джерелах мінералізована (Близький Схід, Ізраїль), і меліорація, здавалося б, неможлива, це вихід із становища;

- однакове зволоження й підживлення всіх рослин, оскільки крапельницю підведено під кожну рослину; це забезпечує рівномірність забарвлення і вирівняність плодів, більш дружне плодоношення;

- можливість повної автоматизації зрошення;

- внесення, поряд із водою, добрив;

- у тисячі разів менша потужність водного джерела (у пустелях через це розвиток крапельного зрошення відбувається особливо інтенсивно);

- зменшення затрат енергії на створення напору води;

- відсутність ерозії навіть на крутих схилах. Конструкції крапельниць

До складу систем крапельного зрошення входять: водозабірні споруди (насос або насосна станція), очисні споруди, мережа трубопроводів з крапельницями, системи автоматизації (пульт управління, датчики). Вартість систем розрахувати важко, оскільки вона залежить від конкретних умов і розміру площі. Проте приблизно 18–22 тис. $/га. Усі крапельні системи поділяються:

- за тривалістю перебування на дільниці — на стаціонарні, стаціонарно-сезонні, односезонного використання (найдешевші);

- за технологіями зрошення — на періодичні й цілодобові;

- за способами подавання води до рослин і конструкційними особливостями водовипусків — на крапельні, ін'єкційно-крапельні, крапельно-імпульсивні, крапельно-струменеві. Конструкційні особливості крапельниць (водовипусків) свідчать і про фірмовий стиль виробника, і про якість водовипуску (витікання води без утворення струменя, який руйнує структуру грунту), і про зону зволоження, і, нарешті, про спосіб подавання води. Поряд із крапельним застосовується і так зване ін'єкційно-крапельне зрошення, за якого верхній шар грунту лишається сухим, волога подається в зону коріння, її основні запаси концентруються нижче точки подавання.

- за розміщенням трубопроводів:

- з поверхневим укладанням труб;

- розташуванням розподільних трубопроводів на шпалерному дроті;

- закопуванням. Закопування

Спосіб розміщення мережі трубопроводів (магістральних і розподільних) залежить від рельєфу місцевості, грунтово-меліоративних умов, вимог раціональної організації зрошуваної території. Завдяки закопуванню на певну глибину, трубопроводи не перешкоджають роботам із догляду за рослинами (в іншому разі трактори та знаряддя можуть деформувати, зачепити їх або водовипуск), придатні для експлуатації протягом багатьох років, адже ліквідується або зменшується загроза дії низьких температур узимку. Розміщення розподільних трубопроводів на шпалерному дроті Поливні трубопроводи з крапельницями фіксують на шпалері на висоті 30–50 см, на стовбурах дерев або шпалерному дроті (для виноградників). Це різновид підкронового зволоження грунту (у зоні кореневої системи дерев) та пригрунтового повітря (для покращання мікроклімату). Вона може монтуватися зі спеціальними дефлекторними насадками для створення режимів витрат води потрібної інтенсивності, різного діаметра крапель. Не слід плутати його із підкроновим дощуванням, хоча воно в деяких варіантах створено на основі крапельного.

- за джерелами водопостачання: із відкритих джерел та із підземних (що є дорожчим).

- за способами створення напору в мережі системи поділяються на самонапірні і такі, що працюють за допомогою насосів.

- за територіальним призначенням системи крапельного зрошення поділяються на централізовані, локальні, розосереджені та комбінаційні. Сьогодні їх будівництво інтенсивно розвивається. Найбільша у світі система крапельного зрошення побудована у США для зрошення бавовнику в пустелях штату Арізона (100 км від міста Фінікс) на площі 4,07 тис.га. Вона складається з 22 млн крапельниць з витратою 1,5–1,8 л/год. Сумарна довжина трубопроводів становить 21800 км. Для її будівництва було використано обладнання ізраїльської фірми "Нетафім". З кожним роком площі під цими системами зростають, поширюються вони в нові країни (зростає їх актуальність і у Східній Європі). Змінилася точка зору на крапельне зрошення і в Росії та Україні. Раніше, за радянських часів, вважали, що ми маємо достатньо водних джерел для дощування, на відміну від пустель Ізраїлю, тож потреби у крапельному зрошенні немає. Та вже у 80–90-ті роки стрімке зростання солонцюватих грунтів, породжених дощуванням мінералізованою водою, а також водна ерозія, забруднення води промисловими водами з погіршенням її якості значно обмежили водні ресурси та змусили повернутися до ізраїльських розробок і подбати про створення власних. Із падінням "залізної завіси" вітчизняні системи крапельного зрошення виявилися абсолютно неконкурентоспроможними на світовому ринку, не змогли конкурувати із системами Netafim, Т-Таре TSX (США) та ін. По-перше, ці фірми витрачають щорічно мільйони доларів США на розробку, виробництво і постачання систем іншим країнам, фірма T-Systems Int. має стратегічно розташовані фабрики-філіали з їх виробництва в багатьох країнах світу, що забезпечує швидку доставку їх до місця замовлення та високоякісне сервісне обслуговування, чим не можуть похвалитися вітчизняні виробники. По-друге, надійність і довговічність роботи системи значною мірою визначається конструкцією її основного елемента — крапельниці. У світі великий попит мають саморегульовані (за зміни напору) та самоочищувані крапельниці, а останнім часом і з двобічним входом води. Для захисту крапельниць від біозаростання і збільшення довговічності в матеріал, з якого їх виготовляють, вводять антисептики, полімерні композиції. Виробникам і споживачам

Крапельне зрошення працює під великим тиском. Призначення крапельниці, основного елемента системи, — погасити напір води при виході до значення, близького до нуля. Це забезпечить утворення крапель або слабкого струменя. Якщо не виконати цього завдання (тиск не погасити), утворюється струмінь рідини, що руйнує структуру грунту (субстрату). Низький напір у системі дає змогу застосовувати крапельниці більших діаметрів і труби з меншою товщиною стінки (дешевші). Проте і занадто низький напір є нераціональним, адже призводить до великих коливань витрат розчину (води). У світовій практиці виробники застосовують такі способи гасіння напору:

- варіювання товщини стінки труби на короткому проміжку (від 0,1 до 0,25 мм);

- подовження довжини трубки;

- створення вихрового руху в спеціальних камерах — розробка обертально-вихрових емітерів (збільшує собівартість системи);

- фільтрація води: вода у трубки надходить через численні фільтрувальні входи (теж збільшує собівартість системи);

- акумулювання невеликих об'ємів води і їх періодичне подавання. Усі системи оснащуються найсучаснішими приладами автоматичного управління, що дає змогу без участі людини здійснювати операції із забирання, транспортування, очищення води, приготування поживних розчинів і отримувати сигналізацію при пошкодженнях. Усе це потребує великих вкладень, наявності комп'ютерної техніки, проте фінансування таких розробок і сьогодні недостатнє. З'єднання крапельниць із розподільним трубопроводом можна здійснювати двома шляхами:

- зробивши розріз трубопроводу і вмонтувавши в нього крапельницю (це збільшує гідравлічний опір системи);

- через стінку розподільного трубопроводу. Другий спосіб сьогодні повністю витіснив перший. Випробовувалися різні варіанти з'єднання: гвинтове, за допомогою грибоподібного ніпеля (не пускає розчин назад). Розрахунки гідравлічного опору за обох методів також математично складні, проте грибоподібний ніпель, до якого фіксується водовипускна трубка (крапельниця) більш ефективний і повсюдно застосовується у сучасних крапельницях. Зроблено системи із гвинтовим з'єднанням грибоподібного ніпеля. Поряд із позитивними властивостями систем крапельного зрошення є в них і недоліки, крім тих, що вже зазначалися в попередніх номерах "Пропозиції":

- у садах обмежене зволоження грунту призводить до того, що коріння розвивається не на повну глибину, а локально, що за сильних вітрів призводило до вивертання дерев разом із корінням або похилення залежно від напряму вітрів;

- виникають складнощі при внесенні вітчизняних слаборозчинних добрив (потрібне очищення води від механічних сумішок і мінеральних сполук);

- на щільних грунтах сухі міжряддя тріскаються, грунт надміру висушується, що знижує інтенсивність процесів гуміфікації;

- деякі типи крапельниць у процесі експлуатації деформуються, що порушує режим подавання води;

- недовговічність пластикових труб, розміщених над поверхнею грунту (через низькі температури взимку і нагрівання влітку).

Loading...

 
 

Цікаве