Капельное орошение

Как работает капельное орошение?
Какие его преимущества и какие разновидности этой технологии существуют?
В этом цикле консультационных статей мы постараемся ответить на эти и другие вопросы.

Капельное орошение было создано, как наиболее оптимальный и эффективный способ полива растений в регионах со сложными и жесткими природно-климатическими условиями и ограниченными водными ресурсами. Этот способ орошения был единственным вариантом.решения проблемы, когда ограниченные водные ресурсы удалось применить для орошения максимальных площадей и сокращения бесполезных потерь воды до минимума.
Израиль столкнулся с этой проблемой в середине прошлого века. Страна расположена в пустынной природно-климатической зоне с очень скудными водными ресурсами. В Израиле серьезно подошли к решению этой проблемы потому, что выживание страны зависело от возможности обеспечить население продуктами питания за счет собственного сельского хозяйства. Для решения этой проблемы начались масштабные научные исследования, технологические и технические разработки оборудования для производства этого вида орошения. Наша страна первая в мире начала применять капельное орошение в промышленных масштабах. Во многом, благодаря именно капельному орошению, удалось из полуголодной страны с быстрорастущим населением и карточной системой распределения продовольствия, превратиться в страну, ставшую за несколько лет крупным экспортером сельскохозяйственной продукции.
Начиная с 1960-х годов капельное орошение начало широко распространяться по всему миру. Фермеры поняли, что используя капельное орошение, они могут увеличить выход продукции, уменьшить затраты и существенно сократить водопотребление. В 80-х годах прошлого века капельное орошение стало наиболее популярным видом орошения сельскохозяйственных культур во всех странах мира, независимо от климатических условий. На сегодняшнем рынке оросительного оборудования, капельное орошение широко используется в сельском хозяйстве, в озеленении и благоустройстве населенных пунктов, в ландшафтном дизайне и на небольших частных земельных участках. Капельное орошение это способ медленной, постепенной подачи воды непосредственно в зону расположения корней растения. Поддерживая оптимальный уровень влажности в почве, оно имеет малые потери на испарение и дренаж. Вода не тратится на увлажнение почвы там, где это не нужно, то есть в междурядьях, и свободных от растений площадях. Корневая зона поддерживается в идеальном уровне увлажнения. Почва не покрывается коркой, что создает оптимальный баланс воды и аэрации почвы в прикорневой зоне.
Используя этот способ полива, мы создаем растениям оптимальные условия для их роста , развития и плодоношения.
Низкая стоимость оборудования и возможность полной автоматизации орошения, а так же подачи питательных веществ (удобрений) с поливной водой, позволяют при минимальных затратах, получить максимальный эффект, экономить воду и удобрения.

Иногда людям кажется, что все очень просто: взять гвоздь и сделать в обычной пластмассовой трубе отверстия, через которые вода и будет капать...
Однако это не так. Проведите эксперимент и вы убедитесь, что из отверстий будут бить струи воды. И чем дальше находятся отверстия от начала трубы, количество воды будет уменьшаться. Получается, что где-то "густо", а где-то - "пусто". Задача равномерной подачи воды по всей длине трубопровода, причем в строго заданных количествах была решена когда изобрели капельницы. Капельница, это такое устройство, которое дозирует количество воды на ее выходе. Базовая конструкция такого дозатора - это тонкий и длинный лабиринт. В настоящее время создано большое количество разных конструкций капельниц, которые становятся все совершеннее и эффективнее в работе. Например только в Израиле, который заслуженно считается мировым лидером по производству капельных систем орошения, есть 4 крупных, известных во всем мире компаний производителей капельного орошения и эти компании уже многие десятилетия лидируют на рынке и постоянно разрабатывают новые конструкции и совершенствуют свою продукцию. Инновационные решения, позволили создать новое поколение капельниц, которые работают очень стабильно, имеют малый расход воды в единицу времени, обладают способностью самостоятельной промывки и позволяют существенно экономить материалы при их производстве.
Капельницы производятся двух типов: простые лабиринтные и компенсированные. Простые капельницы имеют один недостаток: расход воды, то есть вылив воды из одной капельницы зависит от давления воды в трубе, что не позволяет применять длинные трубопроводы. Второй тип капельниц - компенсированные, может работать в широком диапазоне давлений и гарантируют одинаковый вылив воды из каждой капельницы.

Капельницы бывают встроенные в капельную трубку и бывают наружные, которые монтируются снаружи, на обычную пластиковую трубу.
Вы наверное слышали такой термин: капельная лента. Это разновидность капельной трубки, которая имеет низкую цену, некомпенсированные капельницы и тонкую оболочку, толщиной 150 - 250 микрон. Такие ленты производятся по дешевым упрощенным технологиям и имеют короткий срок эксплуатации - 1 сезон, то есть это одноразовые изделия. Качественные капельные трубки с компенсированными капельницами, рассчитаны на длительную эксплуатацию в жестких полевых условиях в течении нескольких лет. Ресурс таких капельных трубок достигает 7 и более лет.
Главный технический параметр капельной трубки - это производительность. Производительность капельниц определяется в литрах в час, т.е. сколько литров воды выходит из одной капельницы за один час. Производительность капельниц составляет от 0,8 до четырех литров в час. Технология изготовления капельниц является высокотехнологичной прецизионной технологией, поэтому разброс расхода воды из отдельных капельниц на капельной трубе например длинной 100 метров не превышает 5-10%
Основные области применения капельного орошения на основе современных компенсированных капельниц: теплицы, открытый грунт с большой протяженностью рядов, а также сложным рельефом местности (перепад высот). Капельное орошение используется в открытом грунте для выращивания бобовых культур, кукурузы, подсолнечника, хлопка, бахчевых культур, салатов, овощей, свеклы и других полевых культур.
Капельное орошение очень эффективно в садоводстве, виноградарстве и на ягодниках.
Все шире капельное орошение применяется для озеленения населенных пунктов и в ландшафтном дизайне.

К дополнительным преимуществам систем капельного орошения стоит отнести возможность полива больших площадей, чем при обычных способах полива. Экономия и эффективное использование воды очень важно, если ваш источник водоснабжения имеет ограниченный дебит, а ваше фермерское хозяйство может быть успешным и прибыльным только при высокой и стабильной урожайности культур, которые вы выращиваете.
Капельное орошение может так же работать при более низком давлении воды. Например, спринклеры и мощные поливные системы эффективно используют воду при давлении в системе не менее нескольких атмосфер, а капельное орошение прекрасно работает даже при достаточно низком давлении воды в системе орошения, начиная с 0,6-1,5 Бар, что позволяет  экономить энергию и применять более простое и недорогое насосное оборудование.
Все, что было сказано о преимуществах систем капельного орошения, позволяет использовать этот способ ирригации для эффективного и экономного полива большинства видов растений.

Конструкции капельниц.

Каждая из компаний производителей производит сотни разновидностей капельных трубок и наружных капельниц. Возникает закономерный вопрос: почему так много разновидностей и конструкций?
Если фермер применяет капельное орошение, значит, этот человек поставил перед собой конкретную задачу - обеспечить растения водой оптимальным образом.
Как подбирается необходимый тип и конструкция капельниц или шланга капельного орошения, мы рассмотрим позже, а пока изучим конструкцию встроенной капельницы.

Конструкции капельниц. Встроенные капельницы.

Современные технологии позволяют производить шланги на специальных линиях, где процесс экструзии пластикового шланга совмещен с монтажом капельниц внутри шланга. Такая технология позволила производить шланги низкой себестоимости, с различной толщиной стенки шланга и разной конструкцией капельниц, предназначенных для различных условий эксплуатации.
Эти типы систем орошения имеют более длительный срок эксплуатации, приспособлены к самым сложным и необычным условиям климата, рельефа и так далее

Цилиндрические лабиринтные капельницы:

Стандартная цилиндрическая капельница

Стандартная цилиндрическая капельница

Компенсированная цилиндрическая капельница

Компенсированная цилиндрическая капельница

Цилиндрические капельницы были первой промышленной разработкой в отрасли.

Инновационные плоские встроенные в капельную трубку капельницы:

Простая некомпенсированная плоская капельница

Некомпенсированная плоская капельница

Компенсированная плоская капельница

Компенсированная плоская вихревая капельница

Компенсированная капельница включает в себя встроенный фильтр, клапан и лабиринт, по которому проходит вода. Это прецизионные компоненты и от точности их исполнения зависит производительность капельницы, измеряемая в литрах за час и точность работы всей системы и стабильность работы в широком диапазоне температур, перепадов высот и других внешних факторов.
По стандартам, разброс расхода воды из капельниц по всей длине трубки не должен превышать 10%, на практике же эта цифра не превышает 3-4%.

Плоская конструкция некомпенсированных капельниц позволяет использовать их на тонкостенных трубках с толщиной стенки от 0,15 до 0,85 миллиметра. Эти трубки легкие и, при сматывании в бобину, становятся плоскими. Вот для таких тонких в смотанном виде трубок и появился термин "лента".

Каждый тип трубки может быть оснащен капельницами разной производительности.

• Производительность капельниц составляет от 0,8 до 8,0 литров в час.
• Расстояние между капельницами: 10-150 см.
• Длина трубки, при которой гарантируется производительность капельниц с разбросом не более 10%.
• Давление воды от 0,3 до 4,5 Бар.

Эти параметры крайне важны, так как позволяют подобрать трубку, подходящую именно для ваших конкретных условий орошения.

Наружные капельницы.

Это были одни из первых разработок капельниц, которые монтировались на трубы вручную. Эти типы капельниц до сих пор успешно применяются, особенно при небольших площадях орошения и в случаях, когда расстояние между капельницами может быть разным, а так же они успешно применяются в теплицах, ландшафтном дизайне, в системах гидропоники и в озеленении.
Есть несколько разновидностей таких капельниц, отличающихся по конструкции.

Типы капельниц:

"Катиф"

Миниатюрная капельница типа "Катиф", самая простая и недорогая из всех, производящихся промышленностью.

Ее можно монтировать в полиэтиленовые трубы практически любых размеров, с толщиной стенки до 2,0 миллиметров.
Единственное требование - труба должна быть немного эластичной.

На фото слева - сама капельница, а на фото справа - эта же капельница в работе. Ее хорошо видно на трубке рядом с кустом огурца.

"Супертиф".

Монтаж наружных капельниц :

 Внимание! После того, как Вы сделали отверстие для капельницы, в него следует НЕМЕДЛЕННО вставить капельницу! Это гарантирует ее плотную посадку на место.

После того, как отверстие подготовлено, Вам нужно вставить в него капельницу. Это потребует определенных усилий, так как капельница очень плотно входит в отверстие в трубе. Запрессовку делайте при температуре воздуха не менее 20 градусов цельсия. При более низких температурах труба недостаточно эластична. Для больших проектов, целесообразно применять специальный инструмент для запрессовки капельниц. Использование инструмента ускоряет работу и повышает качество.
Разместите необходимое количество капельниц в нужных местах по длине трубки, и ваша система капельного орошения будет готова к работе.

Капельницы "Супертиф" и аналогичные капельницы, монтируются  таким же образом как и другие наружные капельницы. В пластиковой трубе необходимо сделать отверстие для запрессовки, в которое затем запрессовывается капельница, а на выходной штуцер вам необходимо надеть трубку, по которой вода будет подаваться к растениям. На конец трубки нужно обязательно надеть специальный наконечник, который втыкается в землю рядом с растением и фиксирует выход воды в точно заданной точке.

Если дополнительная трубка длинная, для ее поддержки нужно использовать специальный дополнительный держатель.

На фото слева Вы видите такую капельницу в собранном виде.

Вам остается только воткнуть ее в отверстие, сделанное в пластиковой трубе.

Монтаж капельниц типа "Супертиф".
Отверстие в трубе проделываем тем же инструментом и так же, как для капельниц "Катиф", но диаметр дырокола нужен для этих капельниц 3,0 миллиметра, а для капельниц "Катиф" 4,0 миллиметра. Дальнейшие операции по монтажу можно посмотреть на на фото.

На установленную капельницу можно надеть коннектор для 1 выхода, для 2х и для 4х выходов. На разветвитель, при помощи специальных трубок с внутренним диаметром 3 миллиметра и наружным диаметром 5 миллиметров, подключаются наконечники, которые вставляются в землю или в субстрат, вблизи растений, которые будут поливаться.

Монтируем на капельницу разветвитель на 1, 2 или 4 направления. Присоединяем трубку а на второй конец трубки, надеваем специальный наконечник.
Этот вариант так же очень удобен для орошения горшечных растений. Наконечники вставляются рядом со стеблем, и ваши растения чувствуют себя всегда комфортно.

На рисунке внизу схематично показано, как можно использовать одну капельницу для полива четырех растений.

На выходную трубку капельницы надевается разветвитель, имеющий 4 выходных штуцера, на которые надеваются 4 шланга с наконечниками. Наконечники втыкаются в почву рядом с растениями, которые нужно поливать.
Есть разные конструкции разветвителей с количеством выходных штуцеров от одного до четырех.

НА 4 НАПРАВЛЕНИЯ - ОТКРЫТЫЙ ГРУНТ И НА 2 НАПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ ГОРШЕЧНЫХ КУЛЬТУР:

Использование наружных капельниц с разветвителями очень удобно для орошения растений выращиваемых в горшках или контейнерах.

Для этого используют капельницы производительностью 4 литра в час, с разветвителями на 4 линии, 1 и 2 литра в час на 1 или 2 выхода.

Капельное орошение, это самый совершенный и экономичный способ полива растений. Не забывайте, что система орошения должна содержать не только капельные трубки и капельницы. 

К обязательным компонентам системы орошения следует отнести следующие элементы:

• Магистральные и распределительные трубопроводы.
• Соединительные фитинги.
• Гарантированный источник воды.
• Насосы для подачи воды в систему (насосная станция).
• Устройство для фильтрации воды (водяные фильтры).
• Устройство фертигации (оборудование для дозированного добавления удобрений в поливную воду).