Компоненти на системата за капково напояване
Основните компоненти на системата за капково напояване включват:
- Контролна зона. Контролната зона оперира със системата за капково напоявне. Тя определя кога и с каква продължителност да се напоява определен парцел. Използват се специални програматори. Тя включва устройства които редуцират налягането и дебита на водата, както и електромагнитни или пневматични кранове, които отварят или затварят автоматично.
- Помпа. Тя служи за осигуряване на постоянно налягане в системата и постоянен дебит на предварително изчислено количество вода.
- Водоносни тръби. Тези тръби се използват, когато водоизточника е далече от парцела, който се напоява.
- Филтър. Технологията на системите за капково напояване използва капката. За тази цел се използват капкоотделители с много малко сечение. Когато се използва промишлена вода те много лесно могат да се запушат. Ето защо е необходимо водата да се филтрира предварително.
- Монометри за налягането. Те с необходими за да се следи предварително изчисленото налягане в системата. Една негова промяна означава или запушване на капкоотделителите или изтичане на вода.
- Регулатори на налягането. При калкулирането и дизайна на системата за капково напояване се изчислява необходимото налягане за да функционира нормално. За тази цел са необходими регулатори, които да редуцират общото налягане до необходимото.
- Вентили и кранове. Те се използват при отваряне и затваряне на системата или части от нея.
- Разклонителни тръби. Тези тръби отвеждат водата до отделните зони за напояване. Към тях се включват капкоотделителните тръби.
- Капкоотделителни тръби. Те се разполгат близо до растенията, които ще се напояват. В тях за вградени капкоотделителите.
- Фитинги. Служат са свързване и изпълнение на дизайна на системата за капково напояване.
Недостатъци на традиционните методи за напояване
Капковото напояване представлява система от тръби с диаметър от 20 до 40 мм за бавно и продължително поливане с вода. Най - важната особенност е, че в тръбите са инсталирани специални капкоотделители, с помощта на които водата излиза от тръбата по цялата и дължина под формата на капки. Основната причина поради която е бил изобретен този метод е неблагоприятните последици от традиционните методи за поливане:
1. ерозия на почвата;
2. влошаване качеството на продукцията;
3. понижаване на добивите;
4. трудоемкост и отнемане на много време;
5. голям разход на вода;
6. неравномерно напояване на почвата;
7. невъзможност за напояване на всички площи;
8. необходимост от високо налягане на водата;
9. голям размер на раходите.
Сизтемите за капково напояване преодоляват всички неблагоприятни последици като инвестицията за изграждането им е изключително ниска, на фона на предимствата им.
1. ерозия на почвата
Традиционните методи за поливане предоставят повече вода от колкото почвата може да абсорбира. Това води първо до спластяване на почвата и затрудняване на разтежа на корените на растенията (необходимо е често окопаване), и второ почвата остава без кислород. Безкислородната среда в зоната където се развиват корените е благоприятна за размножаването на гъби, лишеи и плесени, които от своя страна предизвикват книене на корените. Чрез системата за капково напояване цялата площ се полива равномерно и бавно. Тя дава възможност да се регулира количеството вода до милиграм. Когато се достигне определена влажност, системата се спира.
2. влошаване качеството на продукцията
Прекомерното поливане води до излишно изпаряване на вода което уврежда растенията и плодовете им, като за сметка на това се развиват плевелите. Чрез системата за капково напояване изпарението е сведено до минимум. Капкоотделителите са разположени на разстояние минимум 33 см един от друг, а площта която се овлажнява на повърхността на почвата е кръг с диаметър 20 - 30 см. Останалата площ остава суха и напрактика голяма част от плевелите не се поливат.
3. понижаване на добивите
Наличието на голяма влага води до снижаване на температурата в почвата. В по - студена почва червеите и другите необходими микроорханизми умират или не се възпроизвеждат ефективно. Липсата на влага е също пагубно за червеите и микроорганизмите. С други думи цикличните промени на влага и суша пречат на организмите които произвеждат хумус ( необходимо е наторяване ). Системата за капково напояване подържа константно ниво на влажността в почвата. Това води до създаване на идеялна среда за живот на микроорганизмите и производството на хумус. Капковото напояване се използва и за обогатяване на ерозиралата почва без да има насаждения.
4. трудоемкост и наличие на време
Прекомерното поливане ( или липсата на такова ) води до спластяване на почвата. За нормалното развитие на корените в тези случаи е необходимо често използване на работна ръка ( окопаване, плевене и др.). Освен това поливането не може да става едновременно и навсякаде. Необходим е контрол. Системата за капково напояване полива едновременно, навсякаде и равномерно. Самите цикли на поливане могат да се автоматизират, което означава че не необходим контрол и време.
5. голям разход на вода
Традизионните методи поливат 80 - 85 % от засятата площ. Освен това напояването на почвата не е равномерно. Системата за капково напояване полива само около стеблата. Процента на полятата площ варира от 15 - 35% в зависимост от културата. Спестяване на вода е в рамките на 50 - 75 % в сравнение с традиционните методи. Освен това напояването на почвата е равномерно и оптимално.
6. неравномерно напояване на почвата
Традиционните методи обикновенно използват предварително изкопани вади по които тече водата , или пръскачки. Тези методи изискват равен терен, освен това редовете се правят според наклона. В началлото на вадата напояване е много повече от колкото в края. Наличието на вятър при пръскачките насочва водата само в една посока. Водата се концентрира в най - ниските места. Системите за капково напояване предлагат точно определено количество вода за всяко растение, независимо от вятъра или неравностите на терена.
7. невъзможност за поливане на всички площи
Традизионните методи изискват равни терени по възможност да са хоризонтално разположени. Използването на терени с много неравности означава липса на възможност за поливане. Отдалечеността на терена от водоизточник също го лишва от напояване и добивите са недостатъчни. Системите за капково напояване могат да се монтират на всякакви по наклон и топография повърхности. Водата се насочва към отделните зони посредством тръби , в които има налягане и не се използва гравитачна вода. Освен това те могат да се монтират и на терени без водоизточник, използва се резервоар, който системно се пълни с вода. Използват се помпи или хидростатично налягане за извеждане на водата от него. Като цяло налягането в системата за капково напояване е ниско и хидростатичното налягане е достатъчно.
8. необходимост от високо налягане на водата
За да е в състояние водата да тече по редовете или да се разпръсква от пръскачките е необходимо високо налягане. Ниското налягане означава по - дълго и трудоемко поливане. Системите за капково напояване имат нисък дебит в предвид оптималното поливане.
9. голям размер на разходите
Разходите обикновенно са за работна ръка, вода и за водни помпи за високо налягане. При системите за капково напояване повечето от тези разходи не фигурират като за сметка на това добивите са големи и качествени.
Дизайн на системата за капково напояване
Всяка система за капково наповане трябва да отговаря на следните изисквания:
- Да задоволява нуждите от вода на растенията. Към това изискване се отнася системата от капкоотделителни тръби. Основен елемент в тази система са самите капкоотделителни тръби. Те от своя страна имат различно сечение и капкоотделители с различен дебит и работно налягане. Конкретният избор на определен вид капкоотделителна тръба зависи от следните фактори:
:: Тип на почвата. Съществуват три основни типа почва:
- Песъчливи. За тях е характерно, че липсва капилярен ефект и водата попива много бързо в дълбочина.
- Глинести. За тях е характерно, че водата не попива бързо в дълбочина и се разпространява странично в плитките слоеве на почвата.
- Смесен. Това е комбинация от горните два вида. За тях е характерно равномерно попиване на водата в дълбочина и в страни
:: Степен на изпаряемост.
:: Коренова система на растенията. Този фактор e в пряка връзка с типа на почвата. Вземат се под внимание типа на почвата и типа на кореновата система и се подбират капкоотделители, които да подържат влага в определен диапазон в почвените слоеве.
:: Дължина на капкоотделителната тръба. В зависимост от топографията на терена се прави скица на разположението на капкоотделителните тръби. След това се изчислява тяхната дължина. В зависимост от сечението на капкоотделителната тръба и вида на капкоотделителите тя има максимална дължина.
- Да подържа постоянно ниво на влажност на почвата.
- Да предпазава капкоотделителите от задръстване. Необходимо е да се направи анализ на водата, и по - точно на нейните примеси. След това се подбира подходящ филтър.
- Да осигури оптимално налягане за нормално функциониране. След изчисляване на необходимият дебит, и избора на подходящи капкоотделителни тръби се изчислява необходимото налягане, което се редуцира и постига с регулатори на налягането.
- Да може да се демонтира и монтира лесно.
Когато водата попада бавно в кореновата зона на растенията от една точка, върху нея въздействат силите на гравитация и капилярният ефект. Те от своя страна са производни на " мокрещите " характеристики на почвата и нейният състав. За да се определи бързо какъв тип е почвата в дадена област, се взема една шепа от нея и се стиска. Песъчливата почва се разпада, смесеният тип до голяма степен запазва определена форма, а глинестата си запазва формата.
За почвата
Почвата може да се определи като склад за вода и хранително вещества за растенията. Съществуват различни типове почва, които се характеризират с различни свойства да произвеждат хранителни вещества и да задържат вода. Това определя до голяма степен вида на растенията които могат да съществуват най - благоприятно в определена почва.
Песъчливи почви. За тях е характерно, че капилярният ефект почти не се проявява. Единствено водата е подложена на гравитационно въздействие. Това означава, че водата много бързо попива в дълбочина. Като се вземат под внимание тези характеристики, може да се направи извода, че за такива почви се използват капкоотделители с много малък дебит и на растояние 30 - 40 см. Един от друг
Смесен тип почви. Тези почви се характеризират с наличието и на песъчливи елементи и на глина. При тях се наблюдава гравитационно въздействие и капилярен ефект. Това означава, че водата се предвижва равномерно във всички посоки. Ето защо за такива почви се използват капкоотделители с различен дебит ( според нуждите ), които са на растояние 40 - 50 см. Един от друг.
Глинести почви. Свойствата на глината определят бавното и трудно попиване на водата в дълбочина. Това означава, че водата се разполага по - скоро странично от колкото в дълбочина. При такива почви се използват капкоотделители с малък дебит на растояние 50 - 100 см един от друг.
Връзка между почвата и водата
Системата за капково напояване е транспортна система, която доставя вода в определени точки в корена или кореновата зона. Заключителен елемент на тази транспортна система е земята. Физичните и химичните свойства на почвата до голяма степен оказват влияние върху движението на водата и хранителните вещества. Основните характеристики на почвата са:
Капилярен ефект. Водата запълва порите в малките частици под въздействието на повърхноснтото налягане. Този ефект определя хоризонталното движение на водата, и ето защо този ефект се определя като първичен источник на вода за растенията.
Гравитация. Това е въздействие, което определя вертикалното движение на водата в дълбочина.
Капацитет на почвата. Това е свойството на почвата да се отводнява под въздействието на гравитацията, и мястото освободено от водата да се заема от кислород. Ако в рамките на 24 часа след дъжд или поливане водата не се задържи в почвата това означава, че тя има добър капацитет. За повечето растения показатели доближаващи се до добър капацитет на почвата са най - благоприятни за тяхното развитие, защото в този случай има баланс между влагата и кислорода в почвата. Растенията от своя страна също спомагат за отводняване на почвата, чрез изпаряване на вода от листата им. Те също спомагат за балансиране на влажността.
Точка на тенденционно овяхване. Ниво на влажност на почвата, при което растенията увяхват и се намират в въстояние при което не могат да растат и да се развиват правилно.
1. Как да изчислим колко вода ни е необходима ?
Нека предположим, че напояваме 50 реда с пипер. Имаме и следните данни:
- растояние между растенията 40 см;
- дължина на реда 100 метра;
- капацитет на един капкоотделител 2 литра / час;
Първо се изчислява общият брой на капкоотделителите:
- на един ред имаме 100 / 0,30 = 330 капкоотделителя;
- общият брой е 50 реда Х 330 капкоотделителя на ред = 16 500 капкоотделителя
Следва изчисляване на необходимото количество вода за 1 час:
- 16 500 капкоотделителя Х 2 литра = 34 000 литра / час
- 34 000 литра/час / 3600 секунди = 9,8 литра / секунда
Извода е, че е необходимо в системата да влизат 9,8 литра вода в секунда.
Наклона може да се представи като промяна на височината. Един от широ - коразпространените начини за измерването му, е да се представи в проценти. За изчисляването му като процентна величина е необходимо да се раздели разликата между височините в две произволни точки с растоянието между тях. Полученото число се умножава с 100.
Този метод е използван при откриването на по - съвършен алгоритъм за процентно преставяне на наклона, когато става въпрос за повърхнини. Той се нарича " съседски метод ". Той се използва за процентно изчисляване на наклона в определена точка, като се използват наклоните на още осем точки около нея.Съседският алгоритъм изчилсява наклона в проценти в клетка 5 ( S5 ), като сума на абсолютните величини на наклона исток - запад и наклона север - юг, умножена по 100. Диаграмата по - долу демонстрира как се изчисляват наклоните исток - запад и север - юг.
Ниво на изпарение
Когато се проектира системата за капково напояване, е необходимо да се вземе под внимание фактора " ниво на изпарение " ( НИ ). Този фактор определя и показва какво количество вода се изпарява и загубва чрез листата на растенията. Изчисляването на този важен фактор, се прави като се вземат под внимание следните показатели:
- температура на въздуха;
- влажност;
- скорост на вятъра;
- точка на оросяване;
- количество слънчева светлина.
Прието е фактора " ниво на изпарение " да се измерва като количество сантиметри на ден, месец или година.
За оцеляването си растенията се нуждаят минимум от това количество вода, което се изпарява от листата им. Ето защо за да се задържи константно равнище на влагата в почвата е необходимо, тя да се напоява няколко пъти седмично.
