У статті розглянуто питання розробки конструкції вертикального ін'екторного зволожувача для внутрипочвенного поливу деревних рослин. Прийнята до розгляду в цій статті ідея використання даної конструкції мобільних внутріпочвенного ін'екторних зволожувачів (ін'єкторів-зволожувачів) для подачі поливної води безпосередньо в зону розташування основної частини (маси) коренів кореневих систем багаторічних плодових деревних рослин не є новою, але рівень її розробки ще не дозволяє реалізовувати її в практичній діяльності садівників. Конструктивне рішення розроблялося паралельно з практичними випробуваннями дослідних зразків ін'єкторів в польових і лабораторних умовах на різних за механічним складом типах грунтів. В результаті була прийнята остаточна і допрацьована конструкція мобільного вертикального зволожувача з рекомендованими параметрами: діаметр наконечника ін'єктора повинен бути трохи більше діаметру самого ін'єктора (на 4 мм); водовипускні отворів повинно бути не більше двох; максимальна довжина ін'єктора (підземної частини) 30 см; натиск, створюваний ємністю з водою, не повинен перевищувати 0,5 м. Вже згадана технологія поливу і засоби, її реалізують, відносяться до локальному зрошенню рослин і займають проміжне положення між надземноі наземно-крапельної технологіями і способом внутрипочвенного поливу. Вже згадана технологія включає в себе всі переваги вищеперелічених способів поливу. Дана технологія поливу реалізується за допомогою використання (в якості основного водоподаючого елемента) мобільного внутрипочвенного вертикального ін'єктора-зволожувача, що забезпечує крапельну або мелкоструйную подачу поливної води в заданому місці і на заданій глибині прідревесного грунтового простору.

Анотація наукової статті з енергетики та раціонального природокористування, автор наукової роботи - Обумахов Дмитро Леонідович


CONSTRUCTIVE SOLUTION OF MOBILE SUBSURFACE MOISTURIZER FOR INJECTION-DRIP IRRIGATION OF WOODY PLANTS

The article describes a design of vertical injection moisturizer for subsurface irrigation of woody plants. The idea under study of using this design for supplying irrigation water directly into zone containing the main part (weight) of root systems of perennial garden plants is not new, but the level of its development does not yet allow gardeners to realize it in practical activities . Constructive solution was developed simultaneously with practical tests of injector pilot models in field and laboratory conditions on the soils of different textures. The result was the adoption a final design and improved mobile vertical moisturizer with recommended parameters: diameter of the tip injection device should be slightly larger than the diameter of the injection device (4 mm); the number of water discharge orifices should be no more than two; maximum length of injection device (subsurface part) 30 cm; pressure head created by the water capacity should not exceed 0.5 m. The considered irrigation technology and means of its implementing relate to the local irrigation of plants and occupy an intermediate position between surface drip irrigation and subsurface irrigation. It includes the obvious advantages of these irrigation methods. This irrigation technology is realized by the use of mobile vertical subsurface injection moisturizer, providing trickle supply of irrigation water in the specified place and at a given depth of soil space.


Область наук:

  • Енергетика і раціональне природокористування

  • Рік видавництва: 2014


    Журнал

    Науковий журнал Російського НДІ проблем меліорації


    Наукова стаття на тему 'КОНСТРУКТИВНЕ РІШЕННЯ МОБІЛЬНОГО внутріпочвенного ЗВОЛОЖУВАЧА для ін'єкційних-Крапельне ЗРОШЕННЯ ДЕРЕВНИХ РОСЛИН'

    Текст наукової роботи на тему «КОНСТРУКТИВНЕ РІШЕННЯ МОБІЛЬНОГО внутріпочвенного ЗВОЛОЖУВАЧА для ін'єкційних-Крапельне ЗРОШЕННЯ ДЕРЕВНИХ РОСЛИН»

    ?Науковий журнал Російського НДІ проблем меліорації, № 4 (16), 2014 р [136-154] УДК 631.674.6: 626.84 Д. Л. Обумахов

    Новочеркаський інженерно-меліоративний інститут імені А. К. Кортунова Донського державного аграрного університету, Новочеркаськ, Російська Федерація

    КОНСТРУКТИВНЕ РІШЕННЯ МОБІЛЬНОГО внутріпочвенного ЗВОЛОЖУВАЧА для ін'єкційних-Крапельне ЗРОШЕННЯ ДЕРЕВНИХ РОСЛИН

    У статті розглянуто питання розробки конструкції вертикального ін'екторно-го зволожувача для внутрипочвенного поливу деревних рослин. Прийнята до розгляду в цій статті ідея використання даної конструкції мобільних внутріпочвенного ін'екторних зволожувачів (ін'єкторів-зволожувачів) для подачі поливної води безпосередньо в зону розташування основної частини (маси) коренів кореневих систем багаторічних плодових деревних рослин не є новою, але рівень її розробки ще не дозволяє реалізовувати її в практичній діяльності садівників. Конструктивне рішення розроблялося паралельно з практичними випробуваннями дослідних зразків ін'єкторів в польових і лабораторних умовах на різних за механічним складом типах грунтів. В результаті була прийнята остаточна і допрацьована конструкція мобільного вертикального зволожувача з рекомендованими параметрами: діаметр наконечника ін'єктора повинен бути трохи більше діаметру самого ін'єктора (на 4 мм); водовипускні отворів повинно бути не більше двох; максимальна довжина ін'єктора (підземної частини) - 30 см; натиск, створюваний ємністю з водою, не повинен перевищувати 0,5 м. Вже згадана технологія поливу і засоби, її реалізують, відносяться до локального зрошення рослин і займають проміжне положення між надземно- і наземно-крапельної технологіями і способом внутрипочвенного поливу. Вже згадана технологія включає в себе всі переваги вищеперелічених способів поливу. Дана технологія поливу реалізується за допомогою використання (в якості основного водоподаючого елемента) мобільного внутрипочвенного вертикального ін'єктора-зволожувача, що забезпечує крапельну або мелкоструйную подачу поливної води в заданому місці і на заданій глибині прідревесного грунтового простору.

    Ключові слова: ін'єктор-зволожувач, внутріпочвенний полив, крапельний полив, локальне зрошення.

    D. L. Obumahov

    Novocherkassk Engineering and Land Reclamation Institute of Don State Agrarian University, Novocherkassk, Russian Federation

    CONSTRUCTIVE SOLUTION OF MOBILE SUBSURFACE MOISTURIZER FOR INJECTION-DRIP IRRIGATION OF WOODY PLANTS

    The article describes a design of vertical injection moisturizer for subsurface irrigation of woody plants. The idea under study of using this design for supplying irrigation water directly into zone containing the main part (weight) of root systems of perennial garden plants is not new, but the level of its development does not yet allow gardeners to realize it in practical activities . Constructive solution was developed simultaneously with practical tests of injector pilot models in field and laboratory conditions on the soils of different textures. The re-

    suit was the adoption a final design and improved mobile vertical moisturizer with recommended parameters: diameter of the tip injection device should be slightly larger than the diameter of the injection device (4 mm); the number of water discharge orifices should be no more than two; maximum length of injection device (subsurface part) - 30 cm; pressure head created by the water capacity should not exceed 0.5 m. The considered irrigation technology and means of its implementing relate to the local irrigation of plants and occupy an intermediate position between surface drip irrigation and subsurface irrigation. It includes the obvious advantages of these irrigation methods. This irrigation technology is realized by the use of mobile vertical subsurface injection moisturizer, providing trickle supply of irrigation water in the specified place and at a given depth of soil space.

    Keywords: injection-moisturizer, subsurface irrigation, drip irrigation, local irrigation.

    Ідея підземного зрошення рослин, що передбачає подачу води безпосередньо в кореневу систему (до органу рослини, її споживає), була висунута більше ста років тому. Уже в останньому десятилітті XVIII століття (1895) в США застосовувалася технологія зрошення садів з подачею води в грунт і підгрунтя [1, 2]. У вітчизняній історії і практиці зрошення земель перші технічні рішення поливних конструкцій і систем підземного зрошення були запропоновані ще в 1911-1924 рр. С. І. Базікіним, С. О. Воробйовим, В. П. Кореневим [3-5]. Відзначимо, що, незважаючи на значний історичний період виникнення ідеї внутрипочвенного (підземного) зрошення рослин, вона і до теперішнього часу в належній мірі не використовується на практиці.

    Відомі конструктивні рішення внутріпочвенного (вертикальних) ін'єкторів-зволожувачів [6-11], які мають низку очевидних переваг в порівнянні з горизонтальними, але й вони не позбавлені певних недоліків в частині мобільності; умов занурення; гідравлічної зв'язку з водоподаючого елементами; регулювання водоподачи (витрат води і напорів); засоряемость, промивання та очищення водовипускні отворів; підготовки поливної води і поливних розчинів і інших. Крім того, відомі пропозиції не мають розрахункового обґрунтування і конструктивної опрацювання, що ускладнює їх застосування на практиці. Зазначене вище зумовило доцільність розробки більш досконалих конструкцій вертикальних внутріпочвенного ін'єкт-

    рів-зволожувачів і необхідність їх конструктивної відпрацювання та дослідно-виробничих випробувань.

    Пропонована конструкція мобільного внутрипочвенного вертикального зволожувача. Конструктивне рішення внутрипочвенного вертикального ін'єктора-зволожувача для локального зволоження деревних рослин за патентом № 2481765 (А. М. Васильєв, Д. Л. Обумахов, В. В. Бондик) наведено на малюнку 1.

    а) вертикальний розріз; б) план

    Малюнок 1 - Схема конструкції мобільного внутрипочвенного вертикального зволожувача за патентом № 2481765 [12]

    Відповідно до патентом № 2481765 та малюнком 1, мобільний вертикальний трубчастий зволожувач (ін'єктор) для внутрипочвенного поливу складається з знімною водоподаючого ємності 1, забезпеченою люком доступу 2, сітчастим фільтром 3, запірним краном 4 і різьбових з'єднань 5, з основним внутріпочвенного ін'єктором 6, забезпеченим водо-роздає пристроєм 7, опорної п'ятої 8, сітчастим фільтром 9, знімним конусним наконечником 15, перфорованим в нижній частині 10, а також додаткових ін'єкторів 11, перфорованих в нижній частині 10, з сітчастими фільтрами 9, знімних конусних наконечників 15 і системи гнучких водопровідних шлангів 12 [12].

    Зволожувач працює наступним чином. Ін'єктори 6 і 11 занурюються в підготовлені в грунті 14 отвори всередині периметра кор-безлюдній області 13 рослини 16. З метою поліпшення процесу занурення в грунт і забезпечення стійкості ін'єктор 6 забезпечений опорної п'ятої 8, що спирається на поверхню землі. Для зниження опору, що виникає при зануренні в грунт, ін'єктори 6 і 11 забезпечені знімними конусними наконечниками 15, які приєднуються на різьбовому з'єднанні і мають більший діаметр, ніж ін'єктори, що дозволяє розпушувати грунт при зануренні, знижувати забіваемость водовипускні отворів і покращувати умови видалення кольматанта з внутрішніх порожнин ін'єкторів. Далі до ін'єкторів 6 приєднується водопій-дає ємність 1 за допомогою нарізного сполучення 5, яка виконана знімною з метою полегшення монтажу конструкції. При досягненні під впливом сонячної радіації температури води, необхідної для зволоження корнеобитаемой області, в знімній водоподаючого ємності 1 відкривається запірний кран 4. Вода, профільтровуючи в сітчастому фільтрі 3, надходить в основний внутріпочвенний ін'єктор 6 і через по-дораздающее пристрій 7 по гнучким водопровідних шлангах в додаткові внутріпочвенного ін'єктори 11, розташовані всередині периметра корнеобитаемой області 13, для забезпечення максимально рівномірного зволоження по всьому її об'єму. Далі через перфорацію, виконану в нижній частині ін'єкторів 10, і сітчасті фільтри 9, призначені для запобігання потрапляння грунту в ін'єктори, вода надходить в кореневмісному зону 13.

    Пропонована конструкція вертикального зволожувача для внутрішньо-грунтового поливу деревних рослин має ряд очевидних переваг [12], серед яких такі:

    - конструктивне рішення збірно-розбірного внутрипочвенного вертикального ін'єктора-зволожувача, що складається з окремих еле-

    тов (ємності, основного опорного зволожувача і додаткових зволожувачів, знімного конічного наконечника і сполучних (гнучких) відвідав), дозволяє зібрати конструкцію в польових умовах;

    - конструкція зволожувача в металлопластиковом виконанні має високий рівень мобільності та навіть в комплекті з поливної ємністю може збиратися і розбиратися, переміщатися і монтуватися, занурюватися і вилучатись з грунту одним працівником. Основний і додаткові вертикальні зволожувачі можуть (в оперативному режимі) бути встановлені в будь-якому місці корнеобитаемого грунтового простору на задану глибину занурення, яка може залежати як від виду зрошуваного рослини, так і від типу грунту;

    - при влаштуванні та зануренні зволожувачів (з діаметром занурюваної частини 2 см) немає необхідності в розкопці поглиблення та подальшої його засипці, що не тільки зменшує витрати праці, а й знижує ймовірність пошкодження кореневої системи рослини;

    - використання опорних (основних) зволожувачів різної висоти і різних за формою і розмірами ємностей для води і поливних розчинів дозволяє створювати і регулювати (в діапазоні від 0,5 до 0,7 метрів) напори в отворах ін'єкційних зволожувачів, що виключають фонтанування води уздовж труби ін'єктора і зволоження поверхні землі і дозволяють виробляти промивку водовипускні отворів;

    - при різному рівні заглиблення і різній кількості одночасно функціонуючих отворів в увлажнителях (різних розмірів і форм), виконаних з можливістю закриття їх заглушками, може в широкому діапазоні забезпечуватися регулювання інтенсивності водоподачи. При цьому додаткове регулювання витрати поливної води і промивання отворів можуть здійснюватися за допомогою передбаченого в конструкції запірно-регулюючого елемента;

    - наявність в конструкції стаціонарної або знімною ємності дозволяє провести передполивної обробку поливної води, включаючи природний підігрів (за рахунок сонячної радіації) холодних вод; розчинення добрив, агрохімпрепаратов і (або) засобів захисту рослин;

    - конструкція, завдяки її відкритості і наявності водомірної шкали в поливної ємності, дозволяє не тільки регулювати інтенсивність водоподачи, але і контролювати швидкість випуску води з ємності (тобто швидкість водоподачи) і за даними спостережень і вимірів регулювати витрата водоподачи і тривалість видачі поливної норми;

    - внутріпочвенний зволожувач запропонованої конструкції може функціонувати як індивідуально, так і в системі з 2-5 додатковими увлажнителями при поливі одного деревного рослини, кількість і місця установки зволожувачів можуть змінюватися з урахуванням зростання і розвитку (розвиненості) кореневої системи.

    Запропонована за патентом № 2481765 конструкція вертикального внутрипочвенного зволожувача була досліджена в найбільш реальних поч-венно-грунтових умовах із застосуванням експериментально-дослідного зразка, конструктивне рішення якого проілюстровано малюнком 2.

    Досліджуваний дослідний зразок мобільного вертикального зволожувача (рисунок 2, а) складається з наступних основних елементів: ємність 1 для поливної води; вузол 2 з'єднання ємності 1 з вертикальним трубчастим перфорованим ін'єктором 3; верхній 4 і нижній 5 упори для занурення ін'єктора на задану глибину грунтового шару. Ін'єктор виконується з труби і має систему водовипускні отворів 6.

    Для поліпшення можливості занурення ін'єктора в нижній його частині передбачено загострений знімний наконечник 7, причому діаметр його верхній частині трохи перевищує діаметр грунтового ін'єктора 3 з метою зниження тертя по його бічній поверхні при зануренні і

    запобігання забіваемості водовипускні отворів 6 грунтом. У вузлі сполуки 2 ємності 1 і ін'єктора 3 передбачена гнучка м'яка трубка 8 з регулюючим подачу води регулятором 9.

    Малюнок 2 - Схема експериментального зразка (а), його фото (б) і робоче положення (в)

    Випробування дослідного зразка ін'єктора, наведеного на малюнку 3, проводилося при різних розмірах окремих складових його елементів. Опорна стійка-зволожувач (ін'єктор), загальна висота якої від опорної п'яти 5 до кінця наконечника дорівнює 25 см, а від опорної п'яти до днища ємності - 10 см, мала діаметр 10, 20 і 30 мм. У межах верхньої ділянки опорна стійка-зволожувач обладнана запірно-регулюючим пристроєм. При цьому досліджувалися варіанти з жорстким (трубчастим) з'єднанням ємності із зволожувачем (регулятором-краном) і гнучким (шланговим) з'єднанням (регульованою крапельницею).

    а Б В Г)

    а) з крановим запірно-регулюючим пристроєм; б) з крапельним запірно-регулюючим пристроєм; в) із затискним запірно-регулюючим пристроєм; г) з канально-клапанним регулятором

    Малюнок 3 - Конструктивні рішення внутріпочвенного зволожувачів]

    На першому етапі випробувань конструкції вивчалися умови занурення зволожувача на глибину 20-25 сантиметрів. В результаті випробувань встановлено можливість занурення зволожувача на глибину 25 сантиметрів в сухий грунт, представлену чорноземними і червоно-коричневими середньо- і важкосуглинисті грунтами, натискним зусиллям ноги (ваги) одну людину. Певні труднощі мали місце при зануренні ін'єктора діаметром 30 мм: необхідно було докласти чимале зусилля і велика була ймовірність ущільнення грунту у водовипускної отвори. Це призвело до висновку про доцільність зменшення діаметра трубки ін'єктора до мінімально можливого (20 мм). Діаметр менше 20 мм занадто нестійкий, виникає ймовірність падіння всієї конструкції при повній ємності. В процесі випробувань розглядалися варіанти занурення ін'єктора в розпушений і самоуплотнівшуюся (природно ущільнити) грунт. Крім цього, розглядалися варіанти занурення ін'єктора в попередньо влаштовані буром свердловини. У першому і останньому випадках занурення ін'єктора в грунт не викликало труднощів, але з'являлася проблема стійкості конструкції при насиченні грунту вологою і висачіваніе води вгору по контактній зоні «труба зволожувача - грунт». Для підвищення стійкості конструкції замість спочатку передбачених двох упорів було запропоновано влаштовувати опорну хрестовину або диск. Випробуваннями конструкції з посиленою опорної хрестовиною (п'ятої) встановлена ​​її висока стійкість в пухкої і зволоженою грунті при діаметрі зволожувача 20 мм. Крім цього, пристрій опорної п'яти в формі диска (закритою хрестовини) сприяє зниженню контактного виклинювання води при тиску в 70 сантиметрів.

    У конструкції зволожувача з діаметром його опорної труби-стійки 20 мм досліджувалися торцеві (загострені) знімні наконечники з діаметрами 20, 24 і 26 мм. При використанні наконечників з діаметрами,

    перевищують діаметр зволожувача, забіваемость отворів частинками почвогрунта знижується, але небезпека контактного виходу води на поверхню збільшується. Прийнятний за всіма показниками діаметр наконечника склав 24 мм (тобто з виступами за поверхню труби зволожувача, складовими 2 мм).

    Для визначення граничної висоти опорної стійки-зволожувача конструкція випробовувалася при різних перепадах висот між поверхнею води в ємності і випускним отвором (від 0,4 до 0,7 метрів). Перепад рівнів (натиск на отворі) регулювався різною довжиною опорної стійки-зволожувача і різним наповненням ємності водою. Випробуваннями встановлено відсутність контактного висачіванія води на поверхню грунтового покриву при перепаді рівнів, що не перевищує (0,5 ± 0,05) м. У зв'язку з цим форму ємності було запропоновано прийняти полігональної з великим діаметром і меншою висотою, ніж було запропоновано в початковому її варіанті. При цьому (щоб уникнути виклинювання води) передбачається регулювання водоподачи і створюваного напору за допомогою регулюючого запірного пристрою (крана, затиску і ін.).

    При випробуваннях конструкції ін'єктора-зволожувача розглянуті варіанти з різним розташуванням, кількістю і різними діаметрами водовипускні отворів (від 1 до 3 мм) при наконечниках з діаметром, рівним діаметру ін'єктора-зволожувача, і діаметром, що перевищує його на 4 мм. Дослідженнями встановлено наступне:

    - в конструкції з одним отвором діаметром 1,0 і 2,0 мм натиск на ньому (в 0,7 метра) гасився, і при щільно прилягає до поверхні грунту ін'єктори по всьому шару контактного виходу вода на поверхні не спостерігалася. Витрата водовипускної отвори в середньому (при повній сра-лення ємності) становив (2,0 ± 0,1) л / ч. При цьому в 80% випадків занурення ін'єктора (тобто в 8 випадках із 10) спостерігалося повне або часткове забивання отвори грунтом, що призводило до зниження або повного припинення водоподачи в грунт;

    - при влаштуванні одного отвору діаметром 3,0 мм і перепаді рівнів 0,6-0,7 м ймовірність контактного виходу води на поверхню (в порівнянні з попереднім досвідом) збільшилася, а інтенсивність по-доподачі (особливо в розпушеному грунті) зросла до 40 л / ч при коливаннях витрати ± 10 л / год, що свідчить про відсутність забивання отвори грунтом при зануренні ін'єктора;

    - в третій серії дослідів досліджувався зволожувач з трьома, чотирма, п'ятьма і шістьма отворами діаметром 2 мм, влаштованими в нижній частині ін'єктора. У цьому досвіді навіть при кількості отворів, що дорівнює трьом, подача поливної води в грунт спостерігалася у всіх випадках при коливанні витрати від 2 до 10 л / год, але кількість дослідів з контактним виклинцьовуванням води на поверхню збільшилася (виклинцьовування спостерігалося в шести дослідах з десяти) ;

    - в серії дослідів з діаметром наконечника, що перевищує зовнішній діаметр ін'єктора (на 4 мм) з утворенням двохміліметрового виступу, забіваемость водовипускної отвори різко зменшилася, і навіть при одному отворі діаметром в 1 міліметр забезпечувався витрата по-доподачі до 4 літрів на годину. При цьому забезпечувалася промивка отвори подачею води в ін'єктор з напором в 0,5-0,7 м.

    Проведені дослідження дозволили зробити висновок про те, що регулювання витрати ін'єктора-зволожувача за допомогою зміни діаметра і кількості отворів неефективно і не дозволяє управляти процесом зволоження. Залежно від ступеня забіваемості отворів грунтовими частинками можуть проявлятися неприпустимо низька водопод-ча або виклинцьовування води на поверхню грунтового покриву. Завдання регулювання витрати і управління режимом водоподачі може бути вирішена пристроєм і функціонуванням запірно-регулюючого елемента, наявного в верхній частині опорної стійки-ін'єктора.

    Рекомендовані до практичного застосування конструктивні ре-

    шення вертикального внутрипочвенного ін'екторного зволожувача і частини його елементів наведені на малюнку 3.

    Канально-клапанний регулятор має 3-5 водопропускних каналів діаметром від 1 до 2 мм, що перекриваються запірними клапанами. Подається в трубку ін'екторного зволожувача витрата води регулюється кількістю одночасно працюючих водовпускних отворів.

    Затискач регулює подачу води в гнучку (гумову) трубку і далі (через неї) в порожнину ін'екторного зволожувача зміною положення затискних планок за допомогою гвинтів.

    Регульована крапельниця вставляється в отвір ін'єктора, що дозволяє регулювати витрату зволожувача в широкому діапазоні.

    Технологія роботи ін'екторного зволожувача. Технологія підготовки і роботи запропонованої і розробленої конструкції внутріпоч-венного зволожувача полягає в наступному.

    Мобільний вертикальний ін'єктор-зволожувач встановлюється в певному місці поширення кореневої системи (малюнок 4) і занурюється на певну (задану) глибину, виходячи з вимог формування необхідного за глибиною і в плані контуру зволоження (зволожуваного простору), виключення зволоження поверхні грунту при капілярному піднятті вологи з області насичення грунтового простору.

    Після установки ін'екторного внутрипочвенного зволожувача ємність заповнюється поливної водою або розчином води з добривами, відкривається запірний пристрій, і вода надходить у внутрішню порожнину ін'єктора. Поширення вологи в межах контуру зволоження відбувається в процесі інфільтрації, фільтрації і капілярного переміщення. У міру спорожнення ємності вода в неї подається дискретно або системно. Інтенсивність водоподачи встановлюється виміром обсягу поливної води, що витік з ємності за певний проміжок вре-

    мени. При необхідності збільшення або зниження інтенсивності видачі розрахункової поливної норми подача води регулюється запірним пристроєм (краном, затискачем, краплинним мікроводовипуском або іншим).

    1 - деревна рослина; 2 - поверхня землі; 3 - коріння кореневої системи рослини;

    4 - ін'єктори-зволожувачі; 5 - контури зволоження

    Малюнок 4 - Схема установки ін'екторних зволожувачів

    Апробація запропонованої конструкції мобільного внутріпочвен-ного вертикального ін'єктора-зволожувача, рекомендованого для зрошення (поливу) садів і виноградників, дозволяє відзначити її основні переваги:

    - використання вертикальних ін'єкторів-зволожувачів в комплексі з надземно (наземно) розташованої ємністю для поливної води дозволяє:

    а) у відносно просто контрольованому і керованому режимі вести візуальні та інструментальні заміри швидкості (інтенсивності

    видачі поливної норми) і об'єму водоподачі і спостереження за ними. Завдання вимірювань показників поливу спрощується при наявності на поливної ємності градуювальних шкал, що дозволяють фіксувати висоту шару наливу і витікання, а також обсяги наливу води в ємність і обсяги витікання поливної води з ємності в зволожувач. Регулювання інтенсивності та обсягів водоподачі забезпечується елементом управління (проточних, краплинним, вентильним, корковим або затискним пристроєм), що влаштовуються в ємності або на водовідведенні з поливної ємності в зволожувач;

    б) в регульованому режимі здійснювати наповнення поливної ємності з напірних, безнапірних і інших систем водоподачі (шлангами або іншими ємностями) і подальшу подачу поливної води з неї в зволожувач:

    1) забезпечити природний (під впливом сонячної радіації) підігрів (нагрівання) поливної води низької температури до оптимальних (сприятливих) для різних видів рослин і грунтів температур;

    2) створити необхідний напір води в отворах зволожувача (від 0,2 до 0,7 метрів і більше) і при необхідності здійснити їх промивання;

    3) приготувати в ємності добривний, дезінфікуючий чи іншої розчин заданої концентрації і складу і забезпечити регульовану його подачу в зволожувач і з нього - в основну зону кореневої системи рослин;

    - мобільні внутріпочвенного ін'єктори-зволожувачі навіть в комплексі з поливної ємністю в металлопластиковом виконанні досить легкі і прийнятні для установки і переміщення через одного чоловіка. Завдяки малому діаметру (до 20 мм) зволожувач просто занурюється в ґрунтовий шар на глибину до 20-30 см натисканням ноги на упор.

    Розроблені і рекомендовані до використання типорозміри ін'єктор-них зволожувачів в комплекті з закріпленої або незакріпленої поливної ємністю дозволяють вибрати найбільш прийнятний для конкретних природних і технологічних умов їх розмір і (або) конструктивне виконання;

    - мобільні ін'єктори-зволожувачі можуть бути встановлені в будь-якій точці зони харчування кореневої системи рослин з мінімальним ризиком пошкодження коренів. Їх кількість і місця установки можуть змінюватися в міру зростання і розвитку рослин і їх кореневої системи. При цьому в різних місцях зони харчування можуть встановлюватися зволожувачі різних типорозмірів з різним обсягом або інтенсивністю по-доподачі;

    - мобільні зволожувачі можуть заглиблюватися на різну глибину грунтового шару і таким чином формувати різноглибинні контури зволоження в різних зонах живлення рослин. При цьому може строго регулюватися товщина поверхневого не намокає шару грунту відповідним зануренням водовипускної отвори в почвогрунтовую товщу. При зануренні ін'екторних зволожувачів в кореневмісному грунтову простір практично виключається пошкодження коренів рослини (малі розміри погружаемого елемента зводять потрапляння в корінь до мінімуму);

    - застосування розроблених конструкцій мобільних вертикальних внутріпочвенного ін'єкторів-зволожувачів дозволяє оптимізувати основні параметри внутрипочвенного (підземно-крапельного або підземно-ін'єкційного) поливу і підвищити рівень всіх очевидних переваг цієї технології зрошення (поливу), серед яких відзначимо наступні:

    а) відсутність зволоження поверхневого шару грунту будь-якої заданої товщини (від 2-3 до 10-15 см), що виключає непродуктивне ис-

    ширяння вологи з поверхні угіддя; знижує частоту обробки (розпушування) поверхневого шару; стримує виростання бур'янів і, отже, знижує витрати праці по їх видаленню; дозволяє здійснювати будь-які уходние роботи, використовуючи осушену (суху) поверхню землі;

    б) зменшення шару і площі зволоження (за рахунок неувлажняемо-го поверхневого шару ґрунту), досить точне регулювання розмірів контурів зволоження, виняток непродуктивного випаровування вологи з поверхні грунту і фільтрації за межі кореневого простору (як в плані, так і по глибині) дозволяють істотно зменшити поливні і зрошувальні норми при зрошенні деревних культур. При цьому досягається максимально можлива економія поливної води в порівнянні з будь-якою іншою технологією зрошення, включаючи краплинні поливи;

    в) на відміну від технології підземного зрошення, заснованої на використанні горизонтальних зволожувачів, застосування локальних вертикальних ін'екторних зволожувачів дозволяє чітко контролювати параметри і якість поливу, розміри формованого в грунтовому просторі контуру зволоження як в плані, так і по глибині; змінювати параметри і зони розташування зволожуваного грунтового простору в міру росту рослин і розвитку їх кореневої системи; контролювати інтенсивність випуску води через водовипускні отвори в кожному зволожувачі і керувати нею; очищати (промивати) отвори внутріпоч-ських зволожувачів по легко фіксується показниками інтенсивності (обсягу) водоподачи;

    г) застосування мобільних вертикальних зволожувачів дозволяє формувати гнучкі, легко змінювані системи (мережі) підземного зрошення, що враховують особливості потреби рослин в онтогенезі. Системи підземного (внутрипочвенного) зрошення на базі мобільних вертикальних зволожувачів, що забезпечують локальне і кероване

    зволоження кореневої зони рослин, менш капіталозатратний в порівнянні з системами з горизонтальними увлажнителями, прості і зручні в експлуатації. Така система внутрипочвенного поливу з відкритою трубопровідної (водотранспортірующей) частиною і легко збирається і влаштовується водоподаючого здебільшого не становить проблем при будівництві і може бути оперативно змонтована для проведення разових поливів в критичні фази росту рослин або в критичні (за наявністю вологи) кліматичні періоди;

    - застосування систем з декількох різних по продуктивності і глибині занурення вертикальних зволожувачів при певній гнучкій системі (режимі) зволоження зони живлення рослин дозволяє в потрібному напрямку формувати кореневу систему рослин через формування контуру зволоження в процесі їх росту і розвитку. Наприклад, при відповідному режимі зволоження можливе виключення формування «росяних» коренів у винограду, яблуні та інших садових культур. При правильній організації контуру зволоження (визначенні необхідної зони зволоження конкретного деревної рослини, виходячи з типу грунту, і розрахунку параметрів поливу, при яких сформується необхідний контур [13]) і виборі зони водоподачи можна виключити формування «мертвих» від коренів областей харчування через їх перезволоження або недоувлажненія в процесі росту і розвитку рослин. При відповідній глибині контуру зволоження можливо спрямоване формування глибини поширення кореневої системи рослини.

    Наведені вище рекомендації та конструктивні рішення ін '-екторних зволожувачів не виключають широких можливостей для вдосконалення їх конструкцій і подальшої оптимізації їх параметрів. При цьому належна увага слід приділити оптимізації розташування, розмірів і кількості водовипускні отворів ін'екторного зволожувача і розробці засобів їх захисту від засмічення і замулення; автоматиза-

    ції процесів подачі поливної води в поливну ємність і контролю за інтенсивністю витікання води з ін'єктора в грунт (особливо при розробці та використанні системи ін'екторних зволожувачів) і ряду інших питань як по конструкції зволожувачів, так і за технологією їх функціонування.

    Список використаних джерел

    1 Григоров, М. С. Внутрішньогрунтовий зрошення / М. С. Григоров. - М .: Колос, 1983. - 128 с.

    2 Меліорація земель: навч. для вузів / А. І. Голованов, І. П. Айдаров, М. С. Григоров [и др.]; під ред. А. І. Голованова. - М .: Колос, 2011. - 824 с.

    3 Базікін, С. І. Покращена поливання // Вісник Донського відділу Російського товариства садівництва. - 1909. - № 12. - С. 8-9.

    4 Кузьменко, А. А. Біологічні основи зрошення польових культур / А. А. Кузьменко, С. О. Воробйов. - М. - Л .: АН СРСР, 1935. - 260 с.

    5 Корнєв, В. Г. Усмоктувальна сила грунту і принципи системи автоматичного зрошення грунту / В. Г. Корнєв. - М .: Изд-во ГІСХ, 1925. - 29 с.

    6 Пат. 2214088 Російська Федерація, МПК (7) А 01 G 25/06. Пристрій для локального внутрипочвенного зрошення рослин / Шолін Ю. А .; заявник і власник патенту Шолін Ю. А. - № 2002108655/13; заявл. 01.04.02; опубл. 20.10.03, Бюл. № 5. - 5 з.

    7 Пат. 2251254 Російська Федерація, МПК (7) А 01 G 25/02. Ін'єктор для внутрипочвенного зволоження / Григоров М. С., Абезін В. Г., Карпунин В. В., Салда-їв А. М .; заявник і власник патенту Поволзький наук.-дослід. ін-т еколого-меліоративних технологій. - № 2004106291/12; заявл. 03.03.04; опубл. 10.05.05, Бюл. № 13. - 6 з.

    8 Пат. 2337528 Російська Федерація, МПК (7) А 01 G 025/06. Система внутрішньо-ґрунтового осередкового зрошення / Галімов А. Х .; заявник і власник патенту Дагестанський наук.-дослід. ін-т сільського господарства. - № 2007105287/12; заявл. 12.02.07; опубл. 10.11.08, Бюл. № 31. - 8 з.

    9 Пат. 2384049 Російська Федерація, МПК (7) А 01 G 025/00. Пристрій для підгрунтового зрошення / Ламердонов З. Г., Кештов А. Ш., Дабагова Л. М., Дише-ков А. Х .; заявник і власник патенту Кабардино-Балкарська держ. с.-г. акад. ім. В. М. Кокова. - № 2008126818/12; заявл. 01.07.08; опубл. 20.03.10, Бюл. № 21. - 5 з.

    10 Пат. 2424655 Російська Федерація, МПК (7) А 01 G 025/06. Пристрій для внутрипочвенного зрошення / Зволинский В. П., Салдана А. М., Салдана Г. А .; заявник і власник патенту Прикаспійський наук.-дослід. ін-т арідного землеробства РАСГН. - № 2009116535/21; заявл. 29.04.09; опубл. 27.07.11, Бюл. № 21. - 10 с.

    11 Пат. 2483516 Російська Федерація, МПК А 01 С 7/20. Пристрій для внутрипочвенного поливу насіння при посіві / Балакай Г. Т., Балакай Н. І., Балакай С. Г., Бабічев А. Н .; заявник і власник патенту Рос. наук.-дослід. ін-т проблем меліорації. - № 2012106788/13; заявл. 24.02.12; опубл. 10.06.13, Бюл. № 16. - 7 з.

    12 Пат. 2481765 Російська Федерація, МПК А 01 G 25/02. Мобільний внутрішньо-ґрунтовий зволожувач локального зрошення / Васильєв А. М., Обумахов Д. Л., банда-ков Ю. В .; заявник і власник патенту Новоч. держ. Меліор. акад. - № 2011109512/13; заявл. 14.03.11; опубл. 20.05.13, Бюл. № 14. - 6 з.

    13 Обумахов, Д. Л. Розрахунковий метод визначення геометричних параметрів кореневої системи яблуні для обґрунтування способів поливу [Електронний ресурс] / Д. Л. Обумахов // Науковий журнал Російського НДІ проблем меліорації: електрон. периодич. изд. / Ріс. наук.-дослід. ін-т проблем меліорації. - Електрон. журн. - Новочеркаськ: РосНІІПМ, 2014. - № 1 (13). - 11 с. - Режим доступу: http: rosniipm-sm.ru/ archive? N = 226&id = 235.

    Обумахов Дмитро Леонідович - інженер-програміст, Новочеркаський інженерно-меліоративний інститут імені А. К. Кортунова Донського державного аграрного університету, Новочеркаськ, Російська Федерація. Контактний телефон: +7 928 615-37-93. E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

    Obumahov Dmitriy Leonidovich - Software Engineer, Novocherkassk Engineering and Land Reclamation Institute of Don State Agrarian University, Novocherkassk, Russian Federation.

    Contact telephone number: +7 928 615-37-93. E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.


    Ключові слова: Ін'єктори-ЗВОЛОЖУВАЧ /внутріпочвенного ПОЛИВ /SUBSURFACE IRRIGATION /КРАПЕЛЬНИЙ ПОЛИВ /DRIP IRRIGATION /ЛОКАЛЬНЕ ЗРОШУВАННЯ /LOCAL IRRIGATION /INJECTION-MOISTURIZER

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити