Система для внутрипочвенного орошения древесных насаждений соленой водой
SYSTEM FOR SUBSURFACE IRRIGATION OF WOOD PLANTINGS WITH SALT WATER

Предлагаемое изобретение относится к области сельского хозяйства и найдет применение при выращивании древесных насаждений на каменистых почвах, преимущественно виноградников.
5
Известна система внутрипочвенного орошения конденсированной влагой, полученной из морской воды, включающая систему туннелей, выполненных из светопроницаемого материала, частично заполненных соленой морской водой. При прокачке воздуха над соленой водой происходит насыщение его парами влаги. Воздух, насыщенный влагой, подают в подпочвенные перфорированные увлажнители, где происходит конденсация пара и увлажнение корневой системы растений. (Патент Швейцарии, СН №672227 A, Int. CL A01G 25/06, опубл. 15.11.1989 г.)
Недостатком этого устройства является неравномерная интенсивность насыщения воздуха влагой, зависящая от температуры подаваемого воздуха, наличия облачности, времени суток.
Известен способ орошения многолетних насаждений минерализованной водой и устройство для его осуществления. Устройство включает насос для подачи соленой воды, воздушный солнечный коллектор для подогрева воздуха, сообщенный с испарительной камерой, подключенной к перфорированному трубопроводу для подвода опресненной воды к корням растений. При этом концевой участок трубопровода снабжен воздуховытяжным устройством (Патент РФ №2703185 МПК A01G 25/06 опубл. 15.10.2019 г.).
Недостатком этого устройства является неравномерность конденсации влаги по длине перфорированного трубопровода по мере остывания воздуха в процессе его движения по перфорированному трубопроводу, уложенному на глубине 0,4-0,6 м, и непригодность его для каменистых грунтов, так как низкие капиллярные свойства каменистых грунтов не обеспечивают достаточного увлажнения верхних слоев грунта, что препятствует развитию в них корней древесной растительности. В связи с этим отмечается также низкая эффективность проведения подкормки растений минеральными удобрениями в период вегетации, так как существующая техника позволяет вносить их в верхние слои почв, где они недоступны для корней из-за недостатка влаги.
Указанные недостатки позволяет устранить предлагаемая система для внутрипочвенного орошения древесных насаждений соленой водой, включающая насос для подачи соленой воды, воздушный солнечный коллектор для подогрева воздуха, сообщенный с испарительной камерой, подключенной к перфорированному оросительному трубопроводу для подвода опресненной воды к корням растений, покрытому слоем гигроскопичного материала, и воздуховытяжным устройством на концевом участке оросительного трубопровода, в которой согласно предполагаемому изобретению, оросительный трубопровод состоит из коленчатых элементов, выполненных из отрезков труб разного диаметра и последовательно соединенных между собой, при этом каждый коленчатый элемент состоит из двух частей - водонепроницаемого колена из отрезка трубы меньшего диаметра, расположенного на поверхности земли между растениями, и колена из отрезка перфорированной трубы большего диаметра, установленного в почве в зоне расположения корней растений. Кроме того, каждое колено из отрезка трубы меньшего диаметра снабжено патрубком с подпружиненным запорным клапаном.
Новый положительный результат состоит в том, что выполнение оросительного трубопровода в виде коленчатых элементов, часть из которых проходит по поверхности земли, позволяет подогревать воздух на протяжении трубопровода, повышая его влагоемкость, а в сочетании с его адиабатным расширением в перфорированных участках трубопровода, повысить равномерность конденсации пара по его длине, и таким образом поддерживать достаточный уровень влажности по всей глубине корнеобитаемого слоя почвы, благодаря расположению части перфорации в верхней его части. Наличие патрубков с запорным клапаном на трубах малого диаметра позволяет производить подкормку в соответствии с потребностями растений по фазам вегетационного периода с внесением удобрений в зону размещения основной массы корней каждого растения.
Сущность предложения поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлен общий вид системы для внутрипочвенного орошения древесных насаждений соленой водой; на фиг. 2 представлен вид поливного трубопровода в разрезе; на фиг. 3 - коленчатый элемент в разрезе.
Система для внутрипочвенного орошения древесных насаждений соленой водой состоит из насоса 1, размещенного на берегу водоисточника с соленой водой и подающего воду по трубопроводу 2 в отводной трубопровод 3, а из него в испаритель 4, снаружи которого размещен солнечный воздушный коллектор 5. Испаритель 4 связан трубопроводом 6, заключенным в теплозащитный кожух 7, с оросительным трубопроводом 8, состоящим из коленчатых элементов, выполненных из отрезков труб разного диаметра и последовательно соединенных между собой. При этом каждый коленчатый элемент состоит из двух частей - водонепроницаемого колена 9 из отрезка трубы меньшего диаметра, расположенного на поверхности земли между растениями, и колена 10 из отрезка перфорированной трубы большего диаметра, размещенного в почве в зоне расположения корней растений и покрытого слоем гигроскопичного материала 11. Трубопровод 8 собирают, последовательно соединяя между собой колена 9 и 10 с помощью соединительного элемента 12. Кроме того, каждое колено 9 снабжено патрубком 13 с подпружиненным запорным клапаном 14. Концевые участки трубопроводов 8 оборудованы воздуховытяжными устройствами 15. В посадочных ямах между коленами перфорированных труб 10 располагают корневую систему растения 16.
Работу предлагаемой системы для внутрипочвенного орошения древесных насаждений соленой водой рассмотрим на примере орошения виноградников на каменистых почвах южного Крыма.
Корневая система растения служит не только для обеспечения их водой и питательными веществами, но и является опорой, позволяющей растению противостоять воздействию ветра. Верхний слой каменистой почвы периодически пересыхает до уровня влажности, недостаточной корням растений, поэтому стержневая корневая система виноградника в поисках влаги проникает на глубину нескольких метров, а основная масса поглощающих корней распространяется на глубину 0,6-1,0 м. Такая глубина проникновения обеспечивает достаточную устойчивость растений против ветровала. Схема посадки виноградных лоз при возделывании на террасах склонов - 2×1,5 м
При посадке саженцев винограда через расстояние 1,5 м выкапывают ямки диаметром 65-70 см и глубиной 60-70 см, в эти ямки вертикально помещают перфорированные колена 10, покрытые слоем гигроскопичного материала 11. Верхнюю часть этих труб с помощью соединительных элементов 12 соединяют с коленами 9, образуя трубопровод 8. В пространство, ограниченное коленом 10, засыпают грунт с заданной посадочной нормой удобрения и помещают корневую систему саженца 16 винограда согласно принятой технологии посадки. Трубопровод 8 подключают с помощью трубы 6 к испарителю 4, сообщенному с солнечным воздушным коллектором 5, обеспечивающим подогрев воздуха перед подачей в испаритель 4.
При снижении влажности почвы ниже заданного уровня насос 1 включают на подачу соленой воды из водоисточника, (например Черного моря) в трубопровод 2. Вода из этого трубопровода поступает по трубе 3 в испаритель 4, где происходит ее испарение под действием солнечных лучей. В испаритель 4 поступает также воздух, нагретый в коллекторе 5 до +70 - 80°С. Происходит насыщение его влагой. Насыщенный влагой воздух под действием воздуховытяжного устройства 15 через трубу 6 в теплозащитном кожухе 7 засасывается в трубопровод 8 и поступает в первую секцию 10, где происходит его охлаждение в связи с контактом со стенками трубы, имеющими температуру окружающей почвы +10 - 15°С, и образование конденсата, который впитывается гигроскопичным материалом 11 и удерживается в доступной для растений жидкой форме. Под действием воздуховытяжного устройства 15 воздух из колена 10 поступает в колено 9, труба которого расположена на поверхности поля и нагревается солнечными лучами до +25 - 30°С. При контакте воздуха со стенками трубы колена 9 происходит подогрев его перед поступлением в следующее колено 10, где благодаря адиабатному расширению процесс конденсации влаги из воздуха активируется. Образовавшийся конденсат впитывается материалом 11. Таким образом, движение воздуха по трубопроводу 8 состоит из последовательного чередования конденсации пара в коленах 10 и подогрева его в коленах 9, выходящих на поверхность поля. Это позволяет обеспечить равномерность получения конденсата по всей длине ряда растений. При этом наличие перфорации в верхней части колена 10 обеспечивает капиллярное увлажнение почвы в радиусе 15-20 см от каждой вертикальной части трубы колена 10 на глубину 5-10 см от поверхности почвы и ниже. Таким образом, в зоне расположения корней виноградника поддерживается заданный уровень влажности почвы. Количество получаемого конденсата регулируется изменением объема воздуха, пропускаемого через трубопровод 8.
При возникновении необходимости подкормки в наиболее важные для формирования урожая фазы вегетации растений производят подачу однопроцентного раствора азотных, фосфорных или калийных удобрения, а также микроэлементов из передвижной цистерны, снабженной заправочным пистолетом. Раствор готовят из растворимых форм удобрений или комплексного удобрения типа «Растворин» или «Кристалин». Для внесения раствора удобрений клапан 14 на патрубке 13 отжимают стволом заправочного пистолета и заливают необходимое количество удобрительного раствора. Устройство трубопровода из коленчатых элементов и наличие патрубка 13 с клапаном 14 на каждом элементе 9 позволяет вносить удобрения под каждый куст отдельно. Внесенный раствор впитывается гигроскопичным материалом 11 и поступает к корням растения.
Таким образом, использование предлагаемой системы для внутрипочвенного орошения древесных насаждений соленой водой, обеспечивает равномерность конденсации пара по всей длине поливного трубопровода, позволяя поддерживать достаточный уровень влажности корнеобитаемого слоя почвы и производить подкормку каждого растений в соответствии с его потребностями по фазам вегетационного периода.