Системы Орошения Полей и Их Применение
- Сельское хозяйство
Ирригация – распространенная и необходимая сельскохозяйственная практика, поскольку вода – важный фактор для роста растений, наряду с наличием света и тепла. В некоторых регионах частые дожди обеспечивают достаточное количество осадков. Тем не менее, большинство сельскохозяйственных угодий нуждаются в регулярном искусственном орошении. При этом, капельное орошение – наиболее популярный метод полива во всем мире. Система орошения полей с помощью искусственных каналов позволяет заниматься земледелием даже в пустынных регионах.
Что Такое Орошение?
Орошение или ирригация – это дополнительный полив на тех территориях, где естественных осадков недостаточно. Орошение играет важную роль в развитии культур и повышении их урожайности. Для засушливых регионов Африки, Азии и Южной Америки – это единственный способ эффективного и стабильного ведения сельского хозяйства.
Классификация Ирригационных Систем
В сельскохозяйственной практике выделяют четыре основных типа искусственного орошения полей.
Поверхностное Орошение
Данная ирригационная система земледелия предполагает распределение воды естественным путем, в соответствии с законом гравитации. Для поверхностного орошения почвы не требуются сложные инновационные технологии, но необходимо большое количество водных ресурсов. Поэтому поверхностное орошение полей зависит от типа почвы и целесообразно только при условии ее низкой инфильтрационной способности: оно применимо для глинистых грунтов и малоэффективно для песчаных.
Поверхностное орошение осуществляется несколькими способами: орошение затоплением, бороздовое орошение и полив напуском по полосам.
Орошение Затоплением
Этот метод предполагает сооружение насыпей по периметру участка и его затопление. Вода находится на поверхности поля длительное время. Такая ирригационная система в основном применяется для выращивания риса, но также подходит для пшеницы. Ирригация затоплением используется на равнинных территориях, при необходимости поверхность выравнивается дополнительно.
Бороздовое Орошение
При бороздовой ирригации вода заполняет длинные траншеи, которые находятся на уровень выше, чем выращиваемые сельскохозяйственные культуры. Вода стекает на ряды по закону гравитации или поступает по сифонным трубкам и вентилям.
Полив Напуском По Полосам
В данной системе ирригации вода поступает напуском по полосам с использованием сифонных трубок или вентилей, как и при бороздовом орошении.
Спринклерное Орошение
Посевы опрыскиваются системами автоматического орошения или оборудованием с ручным управлением. Спринклерные системы ирригации фиксируются на определенный срок или находятся в поле постоянно, с возможностью перемещения и вращения поливалок. Спринклеры отличаются силой напора и диаметром капель, в зависимости от сопел и насадок.
Данная ирригационная система не является универсальной и не подходит для полива некоторых культур, поскольку капли большого размера и высокий напор воды могут повредить растения, особенно в период цветения и опыления. Кроме того, спринклерные установки засоряются нерастворимыми частицами, которые попадают внутрь системы и выводят оборудование из строя. Распределение воды при спринклерной ирригации зависит от скорости и направления ветра.
Капельная Система Орошения
Что представляет собой система капельного орошения и как она функционирует? Вода подается каплями по тонкой ленте, установленной по рядам, поэтому такая оросительная система называется капельной. Значительным преимуществом капельной ирригации является снижение потребления водных ресурсов, поскольку капли поступают под низким давлением непосредственно к культуре. Кроме того, дефицит влаги на неорошаемых участках препятствует развитию сорняков. Отсутствие сорняков экономит питательные вещества в почве.
Капельные ленты повреждаются техникой и засоряются, если внутрь системы попадают нерастворимые частицы. Если же применяемые вещества растворяются в воде, ирригацию и внесение удобрений можно объединить. Данный метод известен как фертигация.
Подземное Капельное Орошение
Вода поступает по поливному трубопроводу и ленте с капельницами к корням растений под поверхностью почвы. Как и при наземной капельной ирригации, для данной системы характерен минимальный расход воды. Кроме того, поскольку вода подается под землей, она не испаряется.
Внутрипочвенные капельные линии повреждаются не только нерастворимыми частицами, но и корнями растений, грызунами, а также при движении техники и обработке полей.
Пути Оптимизации Ирригации: Как Получить Больше При Снижении Затрат
Орошение почвы требует большого количества ресурсов (в том числе, водных, энергозатрат, сельскохозяйственной техники, рабочей силы). Тем не менее, их использование при ирригации должно быть рациональным и целесообразным.
Повышение Влагоудерживающей Способности Почвы
- Снижайте растрескивание почвы путем добавления органических субстратов.
- Закрепляйте почву растениями с сильной корневой системой.
- Предупреждайте салинизацию достаточным дренажем, а алкалинизацию – добавлением гипса.
- Используйте многолетние культуры при севообороте для повышения влагоудерживающих свойств почвы.
- Не допускайте переуплотнения грунта.
Уменьшение Испарения Влаги
- Защищайте поля лесонасаждениями и тем самым снижайте испарение влаги из-за сильных ветров.
- Реже рыхлите почву.
- Применяйте мульчирование.
- Высаживайте покровные культуры.
- Установите подземный капельный полив.
Оптимизация Затрат Водных Ресурсов
- Рассмотрите альтернативные варианты источники водных ресурсов для орошения полей (сбор дождевой воды, в том числе для капельного полива).
- По возможности используйте переработанную / очищенную сточную воду.
- Подавайте воду непосредственно к растениям – установите наземную или подземную систему капельной ирригации.
- Отслеживайте необходимость проведения полива.
- Контролируйте расход воды.
- Следите за прогнозами погоды и ожидаемыми осадками.
- Совмещайте ирригацию с внесением удобрений (капельная фертигация).
Точная Ирригация: Суть И Преимущества
Системы ирригации популярны во всем мире: они значительно облегчают фермерский труд и снижают затраты. Но, даже однократное отсутствие своевременного полива может погубить весь урожай. Постоянно контролировать ситуацию – довольно сложная задача, но ее выполнение можно успешно поручить специализированным агро- платформам и приложениям.
Точное земледелие, и точная ирригация в частности, позволяет экономить ценные ресурсы и при этом не допускать дефицита влаги, жизненно важной для роста культур.
Как правило, в ирригационных системах полива в фермерских хозяйствах используются сенсоры на полях – погодные и почвенные контроллеры.
Погодные Контроллеры Ирригации
Погодный контроллер определяет необходимость орошения по испарениям с поверхности растений и почвы, а для большей точности анализирует погодные условия. В зависимости от принципа работы, выделяют несколько разновидностей погодных контроллеров. Подача воды в них осуществляется:
- по сигналу через беспроводное соединение;
- по заранее запрограммированной схеме с учетом исторических данных;
- по графику, основанном на локальных погодных условиях.
Почвенные Контроллеры Ирригации
Почвенный сенсор измеряет влажность почвы в прикорневой зоне и передает данные на контроллер. Ирригация проводится:
- По расписанию – полив включается и выключается в установленное время. Кроме того, подача воды прекращается, если сенсор определяет, что влаги в почве достаточно.
- Без расписания – ирригация происходит по необходимости. Дополнительно устанавливаются время, день и контрольные уровни влажности (минимальный и максимальный), когда полив соответственно включается и выключается.
Сенсоры – не единственный способ получить информацию об уровне влажности на полях. Альтернативным и менее затратным вариантом являются спутниковые снимки.
Точная Ирригация И EOSDA Crop Monitoring
Новая функция EOSDA Crop Monitoring анализирует влажность почвы и позволяет фермерам вовремя получать уведомления об ожидаемых засухах или подтоплениях. Кроме того, точный прогноз погоды на 14 дней дает возможность планировать полевые работы наиболее эффективно.
Так, например, не нужно проводить ирригацию или вносить удобрения перед дождем. Таким образом, фермер будет экономить ресурсы и способствовать защите окружающей среды, поскольку не допустит, чтобы пестициды и химикаты смывались с растений во время нежелательных ливней.
Как может помочь EOSDA Crop Monitoring?
- Держите ситуацию под контролем, где бы вы ни находились – дома или в пути – с мобильного телефона.
- Узнавайте о проблемах своевременно с помощью настраиваемых уведомлений.
- Эффективно планируйте ирригацию с точным прогнозом погоды на 14 дней.
- Отслеживайте свои поля в любое время суток.
- Анализируйте влажность почвы и определяйте необходимость ирригации.
- С помощью карт продуктивности и вегетации, осуществляйте полив, где и когда это важно.
- Вносите удобрения вместе с поливом (фертигация).
- Проверяйте функционирование систем ирригации.
- Пользуйтесь решениями EOSDA Crop Monitoring для капельного полива.
EOSDA Crop Monitoring предлагает много полезных функций, в частности, графики осадков и погодных условий. Пользователь может анализировать значения накопленных осадков и определять уровень влажности на конкретном поле. Таким образом, он принимает надежные решения относительно необходимости проведения ирригации и корректирует время проведения полевых работ в зависимости от метеорологических явлений. Это позволяет избежать чрезмерной или, наоборот, недостаточной ирригации.
Функция Зонирования разбивает поле на зоны по уровню продуктивности. Полученная информация, а также данные вегетационных индексов помогают фермеру эффективно внедрять системы капельного орошения и, таким образом, экономить время и ресурсы.
В результате вы сможете составить и реализовать максимально эффективный план ирригации.
Вы получаете точные отчеты в около реальном времени и держите ситуацию под контролем, а EOSDA Crop Monitoring отслеживает состояние ваших полей поля за вас. Управление системами орошения с помощью онлайн-инструментов обеспечивает максимум прибыли с наименьшими затратами.
Поручите наблюдение за вашими полями нашей платформе – так вы обеспечите себе трудолюбивого помощника, который всегда будет начеку и мгновенно оповестит вас о каждой обнаруженной проблеме.
Больше о точном земледелии:
Просмотреть весь список Скрыть весь список
Как выбрать систему орошения для различных полей и объемов производства — Журнал “Картофельная Система”
Рано или поздно перед развивающимся агрохозяйством встает вопрос о необходимости оборудования полей системами орошения. Современный рынок предлагает большое количество оборудования для полива. Как разобраться в этом ассортименте и выбрать самый надежный и выгодный в конкретных условиях вариант, мы и расскажем в этой статье.
Круговые широкозахватные установки
В настоящее время наибольшим спросом на российском рынке пользуются круговые широкозахватные машины. Они способны охватывать от 20 до 200 гектаров поля, в зависимости от длины установки. Основным преимуществом стационарных круговых систем является их автономность: машины успешно выполняют свои задачи без контроля оператора.
Продумывая систему орошения конкретного участка, необходимо учитывать несколько важных факторов: размер поля, его форму, рельеф, наличие препятствий (участки леса, линии электропередач). Для орошения большого поля может потребоваться несколько дождевальных машин. При их грамотной расстановке можно добиться охвата 80-85% от всей его площади, что считается хорошим результатом для круговых машин.
Секторная установка (часть круга) позволяет орошать поле, не задевая участки с препятствиями. Однако если такая машина охватывает сектор с центральным углом менее 180 градусов, то ее использование становится нерентабельным.
С особым вниманием нужно отнестись к подбору оборудования для орошения поля со сложным рельефом. Большие перепады высот могут спровоцировать опрокидывание дождевальной машины во время работы. Кроме того, надо учитывать, что при прохождении установки по значительным уклонам возрастает давление на входе в центральную опору машины (что означает, что на первых пролетах установки должны использоваться только трубы с увеличенной толщиной стенок), и чем больше перепады, тем больше «толстых» труб понадобится для конструкции. Также это отразится на насосной станции и пластиковом трубопроводе, в такой же зависимости будет расти цена на весь набор оборудования.
Инфраструктура
Для ввода в эксплуатацию круговой машины необходимо подготовить инфраструктуру: проложить пластиковый трубопровод, залить бетонное основание под центральную пирамиду дождевальной установки, подобрать насосную станцию и определиться с источником электроэнергии.
Если к полю подведено электричество, можно установить электрическую насосную станцию. Если нет, альтернативным решением станет установка дизельного генератора и насосной станции.
Впрочем, все это относится к хозяйствам, впервые внедряющим технологии искусственного орошения на своей территории. Но нередки случаи, когда предприятие решает вопрос по замене действующих (часто еще со времен СССР) систем на более современные. Обновление системы закономерно обходится дешевле, так как у предприятия остается инфраструктура от старой установки: сохраняются трубопровод и насосная станция.
При этом качество работы старого и нового оборудования практически несравнимо. Современные машины охватывают почти всю площадь поля. Задачу по орошению самых труднодоступных участков выполняют мощные концевые водометы. Новые оросительные машины снабжены большим спектром дождевальных поясов, подходящих для полива различных культур. Для более продуктивной работы круговую дождевальную машину можно дооснастить системой внесения жидких удобрений, метеостанцией с датчиками влажности почвы.
Дождевальные машины барабанного типа. Решения для небольших полей
На полях, где невозможно расположить широкозахватные машины (как правило, это небольшие участки площадью от 20 до 50 гектаров), мы рекомендуем устанавливать дождевальные машины барабанного типа.
Одна такая установка эффективно орошает 25-30 гектаров. Принцип ее работы прост: сначала c помощью трактора катушка разматывается, запускается насосная станция, и катушка начинает автоматически сматываться (благодаря воде, протекающей через турбину под давлением от насосной станции). Во время сматывания шланга и происходит полив. Такая конструкция опробована десятилетиями эксплуатации во всем мире и максимально отвечает своим задачам.
К неоспоримым плюсам машин барабанного типа можно отнести их стоимость (в сравнении с широкозахватными), а также мобильность и легкость монтажа (что позволяет в короткие сроки перемещать их с одного поля на другое).
Но «катушки» имеют и свои минусы. Начнем с того, что работу машины барабанного типа должны контролировать минимум два-три человека. Скорость полива дождевальной машины барабанного типа по сравнению с широкозахватными машинами тоже оставляет желать лучшего: полив стандартного поля размером 30 гектаров займет у машины не менее 10 дней. При этом качество полива будет небезупречным, так какконтролировать равномерность подачи воды достаточно сложно, а значит, растения на отдельных участках поля могут недополучить необходимое количество влаги.
Для ввода в эксплуатацию машин барабанного типа также потребуется проложить пластиковый трубопровод, но вместо бетонного основания будут нужны гидранты – для подключения «катушки» к трубопроводу. Количество гидрантов зависит от конфигурации поля, в среднем, они устанавливаются через каждые 50 метров (если «катушка» используется с консолью) или через каждые 60 метров (если «катушка» без консоли). Для питания машины водой могут использоваться электрические или дизельные насосные установки.
Своим клиентам мы рекомендуем вместо пластикового трубопровода использовать быстросборный алюминиевый. Благодаря своей конструкции, он при необходимости без труда разбирается и перевозится на новые участки.
В заключение хотелось бы подчеркнуть, что каждый из представленных типов машин эффективен в определенных условия, имеет свои плюсы и минусы и пользуется хорошим спросом на рынке. А с выбором вам всегда помогут специалисты.
Контактная информация:
8-910 395 27 89
8-910 882 60 52
Группа компаний «Агротрейд»
(831) 461 91 58
КС
Метки: 2020 №2дождевальные машины барабанного типакруговые широкозахватные установкиорошение
Сельскохозяйственные и сельскохозяйственные ирригационные системы
Решения для ваших культур
Чтобы максимизировать вашу урожайность и ваш долгосрочный успех, наши агрономы работают с вами, предлагая индивидуальную поддержку, рекомендации и лучшие практики на каждом этапе пути. Какими бы ни были ваши задачи, они предоставят вам самую точную и актуальную глобальную информацию о том, как использовать систему точного орошения для повышения урожайности и качества урожая, основанную на более чем 50-летнем опыте.
Конопля
Конопля — непростое растение для выращивания, но оно может похвастаться множеством природных преимуществ. Системы орошения «Нетафим» помогают уменьшить перенасыщение и рост сорняков, а также способствуют адекватной аэрации, что позволяет растениям процветать. Никакая другая система не может обеспечить такой же точный полив и подачу питательных веществ.
Хлопок
Хлопок может быть чувствителен к чрезмерному поливу, но в системах точного орошения Netafim вода подается непосредственно к корням растений и не смачивает полог. Это держит влажность под контролем и способствует более здоровому урожаю, сохраняя при этом ценные ресурсы.
Кукуруза
Традиционные системы сельскохозяйственного орошения, такие как затопление или круговое орошение, могут быть неэффективными и потреблять значительное количество воды. Наши ирригационные системы направлены на подачу контролируемого количества воды непосредственно к корням растений, что может улучшить здоровье растений и урожайность.
Клубника
Точное орошение помогает максимизировать потенциал урожайности и способствует здоровому росту клубники. Идеальные скорости потока помогают поддерживать стандарты соответствия и могут позволить фермерам легко подать заявку на финансирование NRCS EQIP, демонстрируя высочайшую однородность среди всех спринклеров, протестированных NRCS.
Черника
Растения голубики имеют очень тонкую и неглубокую корневую систему, поэтому культура уязвима к водному стрессу. С другой стороны, черника лучше всего растет на хорошо дренированных почвах и страдает от избытка воды, поэтому капельное орошение идеально подходит!
Ко всем культурам
Устойчивое развитие означает прибыльность
Сегодня лучший способ добиться больших, лучших и прибыльных урожаев — это также наиболее устойчивое сельское хозяйство.
«Сегодня данные, к которым мы имеем доступ, помогают нам лучше заботиться о наших посевах. Поскольку весь наш мир сталкивается с проблемами, связанными с засухой, мы должны продолжать верить в силу исследований и разработок. Инновационные технологии позволят нам находить и проводить растворы. В случае с “Нетафим” – по одной капле воды”.
Майк Хемман, президент и генеральный директор
ПОДРОБНЕЕ
Системы точного сельскохозяйственного орошения
Разрабатывая каждый продукт таким образом, чтобы способствовать экономии воды и более эффективному ее использованию. Мы помогаем фермерам в достижении их финансовых целей, а также помогаем им достичь своих целей в области устойчивого развития, создавая индивидуальные системы капельного орошения, уникальные для их земли и участков.
Свяжитесь с нами сегодня, и мы поможем вам начать выращивать более здоровые и высококачественные культуры с более устойчивым и эффективным использованием ресурсов!
Связаться с нами
Что нового
Новости
Посмотреть все новости
События
Посмотреть все события
Связаться с намиАвтоматические фильтры ScreenGuard™ теперь предлагаются в 3 различных конфигурациях:
Вертикальный | Горизонтальный | Твин
Читать далееПроблемы с эксплуатацией и техническим обслуживанием системы кругового орошения
Проблемы с эксплуатацией и техническим обслуживанием системы кругового орошения
- 20 мая 2021 г.
- Авторы: Бренда Ортис, Пирс МакКлендон, Гильерме Мората, Лука Бондесан и Лия Дюзи
- в Растениеводство
- Загрузить PDF(Открывается в новом окне)
9 минут чтения
По мере того, как на юго-востоке страны используется все больше систем кругового орошения, фермеры и консультанты должны уметь определять наиболее распространенные проблемы с техническим обслуживанием и эксплуатацией, чтобы избежать потерь урожая, увеличения затрат на электроэнергию и получить полную эксплуатационную эффективность и экономическую отдачу.
Неправильная эксплуатация и техническое обслуживание ирригационных систем вызывают проблемы, которые могут привести к неправильному использованию воды, что может привести к потерям урожая, повышенному потреблению энергии, болезням растений и даже потерям азота из-за выщелачивания или поверхностного стока. Поскольку на юго-востоке используется больше систем кругового орошения, фермеры и консультанты должны уметь выявлять наиболее распространенные проблемы.
Рисунок 1. Распространенные проблемы с однородностью полива, выявленные с помощью теста на улавливание.
Каждая система кругового орошения вращается вокруг точки вращения, чаще всего расположенной в центре поля. Система состоит из собранного ряда боковых труб различной длины (от 90 до 250 футов), которые поддерживаются наземными конструкциями, называемыми башнями, каждая из которых имеет два колеса. Секции шарнира между каждой башней называются пролетами, и большинство шарниров имеют от пяти до семи пролетов. Электрические или гидравлические двигатели на каждой башне приводят в движение два колеса. Разбрызгиватели, установленные вдоль основного бокового трубопровода, подают воду к сельскохозяйственным культурам по мере того, как система пересекает зону охвата. Разбрызгиватели и форсунки различаются по типу, размеру и расположению вдоль трубопровода в соответствии с требованиями к расходу и пропускной способности круговой системы.
Высота и расстояние между разбрызгивателями имеют ключевое значение для обеспечения максимальной равномерности распыления и сведения к минимуму стока, испарения и сноса.Насос поднимает воду из колодца, пруда или другого источника воды и создает расчетное давление и скорость потока, необходимые для подачи воды к точке поворота и через спринклеры вдоль трубопровода.
Общие причины плохой равномерности подачи воды в системах кругового орошения связаны с неадекватным рабочим давлением и/или расходом насоса, неправильным размером и размещением форсунок (рис. 1[A]), изношенными или забитыми форсунками, отсутствием спринклерных головок, и негерметичные манжеты (гибкие соединения между пролетными трубами) (рис. 1[C]), а также неправильные настройки панели управления. Эти проблемы не только снижают эффективность полива, но и увеличивают риск потери урожая и увеличивают время откачки воды, тем самым увеличивая потребление энергии, что приводит к увеличению затрат на орошение. Перед началом нового сезона орошения проведите оценку ирригационной системы в полевых условиях или используйте тест на улавливание, чтобы оценить равномерность полива и выявить проблемы (рис.
Ниже приведены часто встречающиеся проблемы, связанные с эксплуатацией и обслуживанием систем кругового орошения.
Рис. 2. Равномерность подачи воды в системе орошения с центральным круговым орошением, оцененная с помощью теста на ловушку.
Рабочее давление системы орошения с центральным круговым орошением влияет на равномерность подачи воды, а рабочее давление, размер и форма спринклерных форсунок влияют на расход воды по круговому трубопроводу. Как правило, комплекты спринклеров разрабатываются специально для круговой системы орошения, работающей при расчетном давлении и расходе (рис. 2). Эксплуатация системы при давлении выше или ниже расчетного влияет на размер и распределение капель воды, а в случае вращающихся распылительных спринклеров это может повлиять на время вращения спринклеров. Недостаточное давление увеличивает размер капель, снижает скорость воды на выходе из форсунок и снижает расход воды по трубопроводу. Это уменьшает количество воды, достигающей дальнего конца стержня.
Чрезмерное давление может привести к образованию мелких капель, склонных к испарению и сносу ветром. Как недостаточное, так и избыточное давление могут увеличить затраты энергии из-за избыточного расхода воды. Наиболее распространенными причинами проблем с рабочим давлением являются следующие:- Колодцы, уровень грунтовых вод в которых снижается в течение вегетационного периода
- Изношенные рабочие колеса насоса
- Утечка воды из разбрызгивателей вдоль оросительной системы
- Высота местности
В 2020 году было изучено влияние работы оросительной системы с центральной круговой системой высотой 2036 футов ниже проектного давления. В ходе исследования поверхностная вода перекачивалась из ручья в оросительный пруд, а из пруда – в круговую. Шкворень имел 12 пролетов плюс свес и 219спринклеры, оснащенные распылительными головками низкого давления, вращающимися отклоняющими пластинами и регуляторами давления на 15 фунтов на квадратный дюйм (рис. 3). Согласно схеме разбрызгивателя, система изначально была разработана для подачи воды под давлением 80 фунтов на квадратный дюйм и скоростью потока 1500 галлонов в минуту (GPM). Однако фермер мог качать воду только под давлением 50 фунтов на квадратный дюйм; поэтому был проведен анализ, чтобы определить, как пониженное давление на квадратный дюйм влияет на подачу воды. Снижение рабочего давления с 80 до 50 фунтов на квадратный дюйм привело к избыточному расходу воды, в среднем на 18 процентов, по всей системе, но особенно на пролетах с 4 по 7 (в среднем на 53 процента). Темно-синие кольца на рис. 4 показывают, где произошло избыточное нанесение. Поскольку схема разбрызгивателя показала, что система изначально была рассчитана на давление откачки 80 фунтов на квадратный дюйм, было установлено, что размеры сопла были слишком большими, когда насос работал при давлении 50 фунтов на квадратный дюйм. Например, исходная таблица разбрызгивателей для насоса на 80 фунтов на квадратный дюйм рекомендовала размер сопла 30–32 для разбрызгивателей от 42 до 50 (диапазон 5). Однако, если круговая установка работает при давлении 50 фунтов на кв. дюйм, для тех же спринклеров следует использовать насадки размером 25–26. Чтобы предотвратить эту конкретную проблему, операторы ирригационных систем должны часто проверять давление насоса (вручную или автоматически) и следить за уровнем воды в источнике (колодце или пруду), чтобы определить потенциальное воздействие на давление насоса.
Нажмите на изображения ниже, чтобы увидеть их в полном масштабе.
- Рисунок 3. Спринклеры с поворотными форсунками и регуляторами давления.
- Рис. 4. Чрезмерное использование воды, особенно на пролетах с 4 по 7 из 12 из-за пониженного давления насоса.
- Рисунок 5. Большинство компаний, производящих спринклеры, используют разные цвета, чтобы различать размеры форсунок.
Проблемы с равномерностью полива также могут быть вызваны использованием форсунок неправильного размера или типа, использованием форсунок, размер которых не совпадает с исходной таблицей разбрызгивания, и/или использованием изношенных или забитых форсунок. Форсунки спроектированы с определенными размерами отверстия сопла на спринклере для подачи точного количества воды в соответствии с определенным диапазоном рабочего давления. Эффективность применения снижается, если не соблюдаются требования производителя форсунки. Например, разные типы спринклеров работают в определенных диапазонах давления. Ротаторы работают в диапазоне от 10 до 50 фунтов на квадратный дюйм, а спиннеры работают в диапазоне от 10 до 20 фунтов на квадратный дюйм.
Цвет форсунок соответствует разным размерам форсунок, а форма и цвет форсунок указывают на определенную ширину струи (рис. 5). Размер сопла и форма пластины рассчитаны на определенное давление; поэтому при замене отсутствующего или изношенного спринклера важно свериться с таблицей спринклеров, чтобы выбрать правильный размер и тип спринклера в соответствии с конкретным номером спринклера на оси. В 2020 году было проведено испытание на равномерность подачи воды, чтобы оценить, как размер форсунки или тест на ловушку влияют на равномерность подачи воды. В этом испытании использовалась та же самая 2036-футовая система кругового орошения. Поскольку фермер мог управлять насосом только при давлении 50 фунтов на квадратный дюйм, потребовалась переработка схемы разбрызгивания; однако с годами форсунки вдоль поворотного трубопровода не всегда заменялись форсунками, соответствующими схеме разбрызгивания.
Тест на однородность подачи воды показал значительное недостаточное количество воды на внешних пролетах шарнира (рис. 6). Ось была настроена на равномерное внесение 0,6 акра-дюйма, а результаты испытаний показали недостаточное внесение на 6 %, 20 % и 14 % на пролетах 11, 12 и выступе соответственно (рис. 6).
Причина недополива на пролетах 11 и 12 и выступа была связана с меньшими размерами форсунок, чем указано в таблице оросителей. Причина недостаточного внесения проста: меньшие отверстия форсунок, также называемые отверстиями, ограничивают поток воды, что приводит к уменьшению расхода воды. Важно помнить, что внешние пролеты перемещаются намного дальше за один оборот оси и, следовательно, покрывают значительно большую площадь, чем внутренние пролеты, поэтому ошибки внесения (недостаточное или избыточное применение) во внешних пролетах могут оказать непропорционально большое негативное влияние на урожайность по сравнению с к внутренним пролетам. В случае поворота в этом примере пролеты 11, 12, а выступ покрывал 127 акров, что соответствует 38 процентам общей орошаемой площади (329 га).акров) по этой оси.
Нажмите на изображения ниже, чтобы увидеть их в полном размере.
- Рисунок 6. Форсунки неправильного размера могут привести к избыточному или недостаточному расходу поливной воды.
- Рис. 7. Различия в производительности по пролету, в основном связанные с проблемами обслуживания круговой системы.
- Рисунок 8. Пространственный анализ чистой прибыли на орошаемых и засушливых землях показывает экономическое влияние орошения и технического обслуживания круговых систем.
Фермеры и консультанты должны всегда сверяться с таблицей разбрызгивателей при замене форсунок или разбрызгивающих пластин на стержне. Избегайте замены сломанных форсунок на форсунки из других частей или от других шарниров.
Использование карт урожайности или изображений дистанционного зондирования (со спутника, самолета или беспилотников) в течение вегетационного периода помогает определить участки, где полив может быть недостаточным. В случае разворота в предыдущих примерах возможный недополив был выявлен на пролете 12 и выступе с использованием карты урожайности кукурузы 2012 г. (2012 г. был засушливым сезоном). Низкая урожайность под пролетом 12 соответствовала круглой форме полосы, и в этом пролете урожайность снизилась на 12 процентов по сравнению со средней урожайностью в поле под круговой системой (рис. 7 и 8). Была составлена карта чистой прибыли за 2012 год, и были сделаны два вывода: во-первых, правильное техническое обслуживание круговой системы снижает риск потери урожая и увеличивает возможности возврата инвестиций.
Как показано на рисунках 7 и 8, самая низкая урожайность и чистая прибыль были оценены для всего поля, но конкретно для 12-го пролета и выступа. Чистая прибыль для пролетов 12 и перекрытия была примерно на 47 процентов ниже по сравнению со средней чистой прибылью орошаемой площади.
И, как и ожидалось, отсутствие надлежащего технического обслуживания круговой системы оказывает большее экономическое воздействие в засушливые годы, чем во влажные. Производитель несет инвестиционные затраты на ирригационную систему независимо от урожайности, а когда ирригационные системы используют недостаточное или избыточное количество воды, это приводит к экономическим последствиям из-за количества применяемой воды, что приводит к снижению урожайности или урожайности, которые не отражают количество воды. применяемой воды.
Районы засушливых земель, окружающие орошаемые поля, также являются явным показателем преимуществ орошения: там, где урожайность орошаемых земель аналогична урожайности засушливых земель, потенциально существует проблема с ирригационной системой. Как показано на рис. 8, если предположить, что в засушливых районах используются те же производственные методы, что и в орошаемых районах, фермер в среднем получает отрицательную чистую прибыль. В засушливых районах были небольшие области положительной чистой прибыли сверх переменных затрат; однако эти районы составляли незначительную часть засушливых земель. Чистая прибыль зависит от цены на кукурузу и производственных затрат, которые различаются в зависимости от производителя. Фермеры должны вести учет производственных затрат, связанных с засушливыми площадями орошаемых полей, поскольку может быть финансово выгодно оставить эти участки под паром или включить их в программу сохранения.
Рис. 9. Пример схемы подачи воды с центральной круговой подачей воды.
Скорость движения круговой системы определяет количество подаваемой воды (в акрах-дюймах) в соответствии с конкретной конструкцией оросительной системы. Чем быстрее движется шарнир, тем меньше воды подается. Для каждого круга имеется таблица подачи воды, в которой указано количество воды, подаваемой в соответствии с конкретными настройками скорости движения, которая часто сохраняется или отображается на панели управления (рис. 9). Если оператор полива выбирает на панели управления вариант 100 процентов, конечная башня движется непрерывно. Если выбран вариант 50 процентов, конечная башня перемещается на 30 секунд и останавливается на 30 секунд каждую минуту, за исключением систем гидравлического орошения T-L. Время, необходимое для завершения оборота круговой системы, зависит от настроек, выбранных на панели, в данном случае от таймера в процентах для применения определенного объема орошения, а также от расчетного расхода круговой системы, длины круговой системы и двигателя на последняя башня. Хотя современные панели управления теперь автоматически настраивают таймер главной панели на подачу определенного количества воды, необходимо и важно знать, сколько времени требуется круговой системе для завершения применения заданной нормы полива. Если сводная таблица полива отсутствует, обратитесь к дилеру по ирригации, чтобы получить копию.
Если оператор полива выбирает неправильные настройки на панели управления или панель работает неправильно, круговая установка может перемещаться по полю, подавая неточный объем воды. В 2019 году одно исследование показало, что круговая система применяла неправильную норму после анализа данных, собранных датчиками почвы, установленными на хлопковом поле. 9 июля фермер настроил круговую машину на подачу 0,8 акра-дюйма воды, и, согласно графику внесения этой конкретной круговой машины, круговой машине понадобилось 56 часов, чтобы покрыть поле. Вместо этого пивоту потребовалось 14 часов, чтобы завершить цикл. Эти несоответствия были результатом ошибки машины, не обнаруженной фермером. Полив в размере 0,8 акра-дюйма должен снизить натяжение воды в почве (SWT) и увеличить влажность почвы, по крайней мере, в верхних 6 дюймах почвы; однако изменений УВТ в этот день не зарегистрировано (рис. 10). 30 июля выпадение осадков в 0,5 дюйма привело к снижению SWT в верхних 6 дюймах почвы (рис. 10). Несмотря на то, что изменения в почвенной воде на разных глубинах в результате дождя или орошения были неодинаковыми, орошение 0,8 акра-дюйма должно изменить почвенную воду в степени, аналогичной дождю в 0,5 дюйма. 5 августа фермер настроил круговую систему на внесение 0,8 акра-дюйма, и, как и ранее, круговая система завершила цикл за 14 часов вместо прогнозируемых 56 часов. В результате было использовано приблизительно 0,2 акра-дюйма поливной воды. Почвенный датчик не зафиксировал существенных изменений в SWT 5 или 6 августа из-за этого полива (рис. 10). Этот пример показывает, как данные датчиков влажности почвы могут также помочь фермерам оценить проблемы с поливной водой.
Рисунок 10. Суточные изменения матрического потенциала почвы в результате дождей или орошения.
Фермеры и консультанты должны внимательно просматривать схемы внесения круговых поливов и следить за работой круговых поливов, обращая внимание на любые отклонения во времени оборотов круговых поливов в зависимости от конкретных объемов орошения. Применение неправильного количества орошения увеличивает риск потери урожая и более высоких затрат на орошение.
- Перед началом поливного сезона проверьте наличие забитых или изношенных форсунок, отсутствующих спринклерных головок и/или протекающих башмаков.
- Не заменяйте форсунки, не обратившись к сводной таблице разбрызгивателей. Убедитесь, что размер сопла соответствует расположению шарнира, чтобы убедиться, что сопло работает при заданном давлении вдоль шарнира.
- Если вы используете систему орошения с переменной скоростью (VRI), проверьте, правильно ли работают электромагнитные клапаны и не повреждена ли электроника в осенние или зимние месяцы.
- Рекомендуется ежегодно проводить тест с улавливающей емкостью для оценки равномерности подачи воды.
- Убедитесь, что давление в поворотной системе соответствует указанному в таблице разбрызгивателей.
- Имейте в виду, что время оборота или скорость круговой системы напрямую зависит от количества подаваемой поливной воды.
Лейб, Б.Г., Т. Грант. 2019. Понимание уровня применения Center Pivot. Информационный бюллетень расширения W809-F. Университет Теннесси.
Мартин Д., В. Кранц, Т. Смит, С. Ирмак, К. Берр, Р. Йодер. 2017. Справочник по центральному круговому орошению. Публикация расширения EC3017. Расширение Небраски.