Капельный полив: принцип работы и устройство¶

Капельный полив — метод орошения, при котором вода подаётся непосредственно в зону корневой системы растения малыми порциями, каплями, через сеть трубопроводов и капельниц. Относится к наиболее экономичным способам полива: расход воды снижается на 30–70 % по сравнению с дождеванием, а влажность листьев не повышается, что уменьшает риск грибковых заболеваний.

¶Принцип работы

Система капельного полива (СКП) функционирует по принципу подачи воды под низким давлением непосредственно к корням. Вода из источника (скважины, водопровода, бака) поступает через насос или самотёком в магистральный трубопровод, затем распределяется по линиям капельного полива — тонким трубкам или лентам с установленными капельницами. Через каждую капельницу вода выходит порциями по нескольку капель в минуту, смачивая компактный участок почвы.

Влажность почвы в зоне корней поддерживается на оптимальном уровне, при этом междурядья остаются сухими. Это снижает испарение и рост сорняков.

¶Основные элементы системы

Стандартная СКП включает следующие компоненты:

• Источник воды — водопровод, скважина, открытый водоём или накопительный бак. Бак позволяет накапливать воду и поливать самотёком без насоса.
• Насосная станция — обеспечивает давление 0,1–0,3 МПа, необходимое для работы капельниц. При подаче из бака на высоту 1–2 м насос может не применяться.
• Фильтр — обязательный элемент. Капельные отверстия диаметром 0,5–1,2 мм легко забиваются взвесью. Применяют сетчатые, дисковые или песчаные фильтры.
• Узел ввода (узел подключения) — объединяет фильтр, кран, клапан, манометр и штуцер для подключения к магистрали.
• Магистральная труба — ПНД-труба диаметром 25–50 мм, распределяющая воду по участку.
• Капельные линии — ленты или трубы с капельницами. Ленты бывают тонкостенные (0,2 мм) и толстостенные (0,4–0,6 мм), с внешними и встроенными (лабиринтными) капельницами.
• Капельницы — элементы, через которые вода выходит наружу. Разделяются на компенсированные (выдают одинаковый расход при разном давлении) и некомпенсированные.
• Концевые заглушки и краны — завершают линии и позволяют перекрывать отдельные участки.

¶Виды капельниц

¶Принцип компенсации давления

В длинных линиях давление падает по мере удаления от источника из-за трения воды о стенки трубы. Если использовать обычные капельницы, первые растения получат больше воды, чем последние. Компенсированные капельницы содержат мембранный механизм, который автоматически сужает проход при высоком давлении и расширяет при низком, выравнивая расход по всей линии. Это позволяет поливать участки протяжённостью до 100–300 м от одного ввода.

¶Устройство лабиринтного канала

Большинство капельниц устроены по принципу лабиринта: вода проходит извилистый канал внутри капельницы, где её скорость снижается, и она выходит наружу уже каплями, а не струёй. Лабиринт одновременно выполняет функцию регулятора расхода и защищает отверстие от засорения крупными частицами.

¶Схемы размещения

Капельные ленты укладывают вдоль рядов растений. При посадке рассады ленту располагают в 10–15 см от стебля. Для однолетних культур (огурцы, томаты, клубника) ленту прокладывают по поверхности почвы, для многолетних (кустарники, плодовые деревья) — по проекции кроны или под слоем мульчи.

¶Режим полива

Капельный полив проводят часто и малыми объёмами: для овощных культур — 2–4 раза в неделю по 1–3 л на растение, в жару — ежедневно. Точная норма зависит от культуры, стадии роста, типа почвы и погоды. На глинистых почвах поливают реже, но объёмнее; на песчаных — чаще, но меньшими порциями.

¶Автоматизация

Система может управляться вручную (краном) или автоматически. Для автоматизации применяют:

• Электромагнитные клапаны — открываются по сигналу от контроллера.
• Таймеры полива — простейшие механические или электронные устройства, включающие воду по расписанию.
• Контроллеры полива — программируемые блоки, управляющие несколькими зонами, учитывающие день недели, время и продолжительность полива.
• Датчики влажности почвы — отключают полив при достижении заданного уровня влажности.
• Датчики дождя — прекращают полив во время осадков.

¶Применение

Капельный полив применяется в овощеводстве (томаты, огурцы, перец, картофель), ягодоводстве (клубника, малина, смородина), садоводстве (плодовые деревья, виноград), а также в комнатном и тепличном растениеводстве. В промышленных масштабах СКП используют в Израиле, Испании, Индии, Китае и США; в России технология распространена в южных регионах и в защищённом грунте.

¶Достоинства и ограничения

К достоинствам относят экономию воды и удобрений (при фертигации удобрения вносятся через поливную систему), снижение трудозатрат, возможность полива на уклоне и на любых типах почв. К ограничениям — необходимость фильтрации, риск засорения капельниц, зависимость от качества воды и первоначальные затраты на оборудование.

¶История

Идея капельного полива была реализована в 1959 году инженерами из Израиля — Симхой Блассом и его сыном Яаковом. Первые системы применялись в кибуцах Негева. В СССР капельный полив начал внедряться в 1970-х годах в Средней Азии и на Кавказе. К началу 2020-х годов мировой рынок СКП оценивался в несколько миллиардов долларов, а доля капельного полива в мировом орошении превышала 40 %.

¶Источники

• Фомин А. Н. «Капельное орошение: теория и практика»
• ГОСТ Р 55068-2012 «Поливальные системы. Общие технические условия»
• Материалы НИИ орошаемого земледелия (Ташкент)
• Справочник «Малое орошаемое земледелие», ФАО