Система капельного орошения многолетних насаждений
DRIP IRRIGATION SYSTEM FOR PERENNIAL PLANTINGS

Предлагаемое изобретение относится к области сельского хозяйства и найдет применение при капельном орошении садов, преимущественно на участках с супесчаными и суглинистыми почвами.
При капельном орошении песчаных почв формируется клинообразный контур увлажнения. При этом происходит незначительное распространение влаги в горизонтальном направлении и преобладающее проникновение ее в глубину, за пределы корнеобитаемого слоя почвы (Е.В. Шеин, Почвенные парадоксы, журнал «Природа» №10, 2002 г, с 8-11).
Известна система капельного орошения на супесчаных, песчаных и каменисто-песчаных почвах, включающая трубопровод, уложенный вдоль рядка деревьев с 2-5 капельницами на одно дерево (А.В. Шуравилин, А.И. Кебека //Мелиорация//. МФК «Экмос» 2006 г, с 463-468).
3
Недостатком этой системы капельного орошении является фильтрация воды за пределы корнеобитаемого слоя. Так как фильтрация воды до глубины 0,5-1 м, при расходе капельницы 2 л/час происходит уже через 1-2 часа после начала полива. При поливной норме 50 м/га и расходе капельницы 2 л/час продолжительность полива составит 10 часов, таким образом большая часть оросительной воды будет фильтроваться глубже корнеобитаемого слоя почвы.
Известен способ капельного орошения на песчаных и супесчаных почвах, включающий укладку трубопровода с капельницами и создание под каждой капельницей водоаккумулирующего слоя из природного материала, обеспечивающего распространение влаги. (А.В. Шуравилин, Т.М. Ахмед, Т. И. Сурикова / Формирование контуров увлажнения при капельном орошении картофеля в супесчаных почвах с водоаккумулирующим слоем из природных материалов // журнал «Природообустройство» ФГБНУ ВО РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева, №2, 2013 г, с. 24).
Недостатками этого способа являются повышение испарения воды с поверхности водоаккумулирующего слоя в связи с увеличением площади влажного пятна, потери удобрений, вносимых с оросительной водой на поверхность водоаккумулирующего слоя и значительные затраты на создание этого слоя из привозного материала.
Известна система локально-внутрипочвенного орошения многолетних насаждений, включающая распределительные и поливные оросительные трубопроводы, увлажнители, расположенные на поверхности почвы, по всей длине поливных трубопроводов вмонтированы гибкие микротрубки с шагом 3000-4000 мм, соединенные с внутрипочвенными увлажнителями с внешней односторонней перфорацией в диаметре до 3,5 мм с шагом 150 мм по всей длине, уложенными по кругу посадочной лунки на глубину 40-50 см. (Пат. РФ №2764266, A01G 25/06, опубл. Бюл. №2, 2022 г).
Недостатками этой системы являются отсутствие возможности контроля работы увлажнителя, расположенного на глубине 40 см, недостаточное увлажнение корневой системы многолетних насаждений на супесчаных почвах, так как эти почвы имеют небольшую высоту капиллярного подъема влаги, особенно в почвах, разрыхленных при посадке. Поэтому основное количество оросительной воды будет стекать глубже дна посадочной лунки, формируя глубинный сброс. Недостатком этой системы является также возможность ее строительства только при посадке молодых насаждений.
Указанные недостатки позволяет устранить система капельного орошения многолетних насаждений, включающая трубопровод с капельницами, уложенный вдоль ряда деревьев и подключенный к водоподводящей сети, в которой, согласно предлагаемому изобретению, каждая капельница снабжена заглубленным в почву контейнером, выполненным в виде перфорированного полого шнека конусной формы длиной 15-20 см и диаметром основания 8-10 см, при этом полость шнека заполнена водоаккумулирующим материалом, а основание конуса снабжено фиксаторами трубопровода.
Новый технический результат от использования предлагаемой системы состоит в том, что снабжение каждой капельницы контейнером в форме перфорированного конусного шнека соответствующих размеров, заполненного водоаккумулирующим материалом, позволяет исключить фильтрацию воды за пределы корнеобитаемого слоя и испарение с поверхности почвы. Расположение капельного водовыпуска над контейнером позволяет осуществлять контроль работы водовыпуска, при этом контейнеры можно устанавливать при орошении насаждений любого возраста.
Сущность предложения поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлен общий вид трубопровода с капельницами; на фиг. 2 - вид контейнера в разрезе.
На участке 1 высажены ряды деревьев 2, вдоль которых проложены трубопроводы 3 с капельницами 4, снабженными контейнерами 5, выполненными в виде полого корпуса шнека 6 конусной формы со спиральной режущей лентой 7 и перфорацией 8. Длина контейнера 15-20 см обусловлена глубиной расположения основной массы поглощающих корней растения, а диаметр основания 8-10 см обеспечивает оптимальную конусность. В процессе установки контейнер 5 формирует уплотненный слой 9, который контактирует с ненарушенной почвой 10. Полость корпуса шнека 6 заполнена водоаккумулирующим материалом 11 (например силикагелем), а его верхняя часть снабжена фиксаторами 12 и крышкой 13 с отверстием 14.
Работу предложенной системы капельного орошения древесной и кустарниковой растительности рассмотрим на примере орошения яблоневого сада в условиях Московской области.
3
3
Почва на участке, отведенном под сад - супеси с содержанием до 80% физического песка. Глубина окультуренного пахотного слоя 18- 20 см. Плотность пахотного слоя составляет 1,2 г/см при общей пористости 60%. При этом 40% приходится на капиллярную пористость и 60% на некапиллярную. Расстояние капиллярного переноса влаги 15-20 см. На участке 1 орошают сад с колонновидными яблонями. Расстояние между рядами деревьев 4 м, а между деревьями в ряду 2 м. Оросительная сеть состоит из стационарных подводящего и водораспределительного трубопроводов (на рисунке не показаны). Перед началом оросительного сезона к водораспределительному трубопроводу подключают поливные трубопроводы 3 с капельницами 4 на расстоянии 0,5 м с двух сторон от каждого дерева 2. Возле каждой капельницы 4 заглубляют контейнеры 5. Установку контейнеров производят с помощью ворота, который присоединяют к корпусу шнека 6 фиксаторами 12. Поворачивая ворот, ввинчивают контейнер 5 в почву. При этом режущая лента 7 производит рыхление почвы, облегчая заглубление контейнера 5. При заглублении контейнера происходит уплотнение некапиллярных пор почвы с формированием слоя 9. В этом слое плотность почвы увеличивается до 1,3 г/см с уменьшением в нем некапиллярной пористости до 50% и увеличении капиллярной до 50%. Этот слой контактирует с ненарушенной почвой 10. Следует отметить, что при ввинчивании корпуса 6 верхний слой почвы на глубину 5 см уплотняется менее значительно, так как почва выдавливается в сторону поверхности поля. После установки контейнеров 5 в почву на них помещают трубопровод 3, размещая капельницу 4 над отверстием 14 в крышке 13. Затем трубопровод 3 закрепляют фиксаторами 12. При проведении полива в трубопровод 3 подают воду, которая из капельниц 4 через отверстие 14 в крышке 13 поступает в полость шнека 6, где впитывается водоаккумулирующим материалом 11. В качестве такого материала используется силикагель, влагоемкость которого превышает 500%. При полном насыщении материала 11 вода поступает через перфорацию 8 в слой 9. Количество капиллярных пор в этом слое возросло, соответственно увеличился перенос влаги по капиллярам в сторону дерева без стока воды за пределы корнеобитаемого слоя, что обеспечивает увеличение объема капиллярного увлажнения почвы. Подача воды из контейнера 5 происходит со всей перфорированной части корпуса, в сочетании с конусной формой корпуса 5 это обеспечивает равномерное увлажнение слоя почвы 10 без стока воды в глубину. При этом отсутствие перфорации в верхней части контейнера в сочетании с незначительным уплотнением верхнего пятисантиметрового слоя почвы исключает образование влажного пятна на поверхности участка 1 и снижает затраты воды на испарение с поверхности участка. Использование водоаккумулирующего материала 11 позволяет обеспечить поступление воды к корням деревьев 2 и после завершения полива, что обеспечивает равномерное увлажнение почвы в межполивной период. После завершения оросительного сезона при демонтаже поливных трубопроводов 3 контейнеры могут быть извлечены или оставлены до следующего оросительного сезона.
Таким образом, применение предложенной системы капельного орошения многолетних насаждений позволяет исключить фильтрацию воды за пределы корнеобитаемого слоя и испарение ее с поверхности.