4.3 Техника полива при капельном орошении роз в теплицах

К элементам техники капельного орошения относят параметры контура пли полосы увлажнения, их диаметр и ширину, глубину, горизонтальную и вертикальную площади, объем, влагонасыщенность, элементарную поливную норму, продолжительность ее выдачи, расход капельниц, их количество в очаге и на единице длины полосы увлажнения [93].

В лабораторно-полевых опытах нами было изучено влияние единичной поливной нормы т, времени ее выдачи t и расхода капельниц q на параметры контуров локального капельного увлажнения тепличных почв. Опыты проводились на светло-каштановых почвах, которые использовались в теплице для выращивания роз с добавлением в пахотный горизонт 20 % перегноя, содержащего 0,81 % N, 0,52 % Р2О5 и 0,68 % O. Плотность почв в пределах приготовленного 0-30 см тепличного почвенно-перегнойного грунта и подстилающей почвы изменяется от 0,8 до 1,2 т/м³, наименьшая влагоемкость в метровом слое почвогрунта изменяется от 31,36 до 24,17 % от веса абсолютно сухой почвы.

Опыты по изучению контуров увлажнения проводили в теплице, на площадках свободных от растений. Регулируемая капельница КУ-2, устанавливалась на полиэтиленовой трубке, при этом использовался регулятор уровня и расхода.

Контуры увлажнения изучались при выдаче в точку на поверхность почвы единичной поливной нормы 2, 4, 6, 18 и 30 л. Водоподачу осуществляли капельницами КУ-2, отрегулированными на расход 2, 4, 6 л/ч.

Таблица 4. - Параметры контуров увлажнения

Единичная поливная норма, m, л	Расход капельницы, q, л/ч	Время выдачи поливной нормы, t, ч	Наибольший горизонтальный диаметр, Д, м	Наибольшая горизонтальная площадь, ,	Глубина промачивания, H, м	Вертикальная площадь, ,	ООбъем, V,	Средняя влажность почвы %		Увеличение влажности почвы за счет полива, ΔΒ, %		Поступило воды в контур увлажнения, W,
								начальная	в контуре увлажнения
2	2	1,0	0,66	0,342	0,37	0, 195	00,084	20,39	24,37		3,98		0,0026
	4	0,5	0,65	0,332	0,34	0,205	00,075	22,69	25,15		4,46		0,0022
6	4	1,5	0,86	0, 581	0,66	0,451	00,255	22,75	26,63		3,88		0,0070
	6	1,0	0,82	0, 528	0,65	0,450	00,228	19,92	23,33		3,41		0,0070
18	4	4,5	0,91	0, 650	0,93	0,701	00,403	22,13	25,63		3,50		0,0169
	6	3,0	0,88	0,608	0,9	0,623	00,365	21,05	24,75		3,70		0,0162
30	4	7,5	1,02	0,817	0,89	0,678	00,485	20,82	26,42		5,60		0,0326
	6	5,0	1,00	0, 785	0,92	0,723	00,481	18,46	24,52		6,06		0,0350

При изучении контуров увлажнения установлено, что расходы капельниц q от 2 до 6 л/ч, находятся в пределах впитывающей способности тепличных почв и не оказывают существенного влияния на форму и параметры контуров увлажнения, а лишь изменяют время выдачи единичной поливной нормы. Величина единичной поливной нормы m = 2 л обеспечивает формирование контуров увлажнения в виде полусферы с глубиной промачивания 0,34-0,37 м и радиусом 32-33 см. Это свидетельствует о том, что при формировании контуров увлажнения, в данном случае, преобладают силы капиллярного движения жидкости в пористой ненасыщенной среде и градиентов влажности.

При величине единичной поливной нормы 4,6 л на тепличных почвах контуры увлажнения имеют вид полуэллипса, а глубина промачивания H составляет 0,65-0,66 м, что в 1,53-1,58 раза больше наибольшего горизон­тального радиуса, который изменяется от 0,41 до 0,43 м. С увеличением единичной поливной нормы с 6 л до 18 л и 30 л глуби­на промачивания увеличивается па 39,4 %, а наибольший радиус (диаметр) увлажнения лишь на 22 %, т.е. в этом случае уже преобладают гравитационные силы, действующие при насыщении почвогрунтов влагой. Влияние совместного воздействия капиллярных и гравитационных сил наблюдается и при горизонтальном движении жидкости в насыщенной влагой пористой среде. Наибольший радиус контура увлажнения в направлении уклона местности (i-0,0003) в наших опытах был всегда больше на 8-12см или 20-27 %, чем в противоположную сторону. При этом величина единичной поливной нормы m=2-30 л и расход капельниц q=2-6 л/ч не оказали существенного влияния на эти процессы. Влияние уклона местности на процессы капиллярного растекания жидкостей в почвах необходимо учитывать при расстановке капельниц у растений при капельном орошении, особенно на крутых склонах.

Рисунок 2. - Контур увлажнения при капельном орошении m = 6л.,

q = 4 л/ч.

Рисунок 3. - Контур увлажнения при капельном орошении m = 6л.,

q = 6 л/ч.

Видимый, зарисованный контур увлажнения просматривается в диапазоне влажности почвы 80-100 % НВ. Его видимые границы находятся ближе к 80%НВ, когда начальная влажность в рассматриваемом слое находится ниже 70 % НВ. При начальной влажности почвы более 70 % НВ видимая граница контура увлажнения просматривается в зоне влажности близкой к 100 % ИВ. Во всех случаях фактическая граница контура увлажнения, определенная по влажности почвы, расположена на 10-20см дальше от капельницы, чем видимая. Это нужно учитывать в методологии при изучении контуров капельного увлажнения и отборе проб на влажность

Во всех опытах при изменении единичной поливной нормы от 2 до 30 л горизонтальная площадь контура увлажнения = 0,332-0,817 м² была больше, чем вертикальная площадь контура увлажнения S_в =0,195-0.723 м². Это связано с тем, что S_г увеличивается пропорционально наибольшему диаметру Д a S₀ зависит от соотношения двух параметров Д и Н.

Контур увлажнения при всех изученных в опытах единичных полив­ных нормах m от 6,0 до 30,0 л и расходах капельниц от 4 до 6 л/ч имеет форму в виде полу эллипсоида, а его объем V изменяется от 0,228 м³ до 0,485 м.

Средняя влажность почвы в объеме контура увлажнения зависит, главным образом, от начальной влажности почвы перед поливом и находится в пределах 23,33-26,63 % м.с.п., что соответствует ориентировочно 88,1-100,6 % наименьшей влагоемкости (НВ), определенной для метрового слоя почвы. Увеличение влажности почвы в объеме контура увлажнения изменялось по вариантам опыта от 3,41 до 6,06 % м.с.п. Поступление воды в контур увлажнения за счет выдачи единично поливной нормы от 2 до 30 л составило 2,6-35 л, что свидетельствует о чистоте опыта и хорошей сходи­мости его результатов.

На основании исследований контуров увлажнения, с учетом водно-физических свойств почвогрунтов и биологических особенностей роз разработаны параметры элементов техники капельного орошения роз в теплицах.

Таблица 5. - Параметры элементов техники капельного орошения

Показатели	Размерности	Параметры
Схема посадки роз ленточным способом	м	0,50х0,30х0,25
Площадь питания роз		0,125
Глубина распространения основной массы корней	м	0,40-0,50
Расстояние между капельницами на поливном трубопроводе Δl	м	0,50
Количество капельниц на погонный метр полосы увлажнения, n	шт.	2
Расход капельниц, q	л/ч	4,0-6,0
Единичная поливная норма, m	л	6,0
Наибольший диаметр контура увлажнения, Д		0,82-0,86
Площадь контура увлажнения горизонтальная,		0,53-0,58
Ширина увлажняемой полосы с учетом перекрытия,	м	0,70
Увлажняемая часть площади питания,	доли единицы	0,90
Глубина контура увлажнения,	м	0,65-0,66
Вертикальная площадь контура увлажнения,		045
Объем контура увлажнения,		0,23-0,26
Верхний и нижний предел средней влажности в объеме контура увлажнения,	%НВ	95-80
Влагосодержание в объеме контура увлажнения до и после полива,		0,047-0,055

В основу расчета элементов техники капельного орошения роз в теплицах положены параметры контуров увлажнения, образованные при выдаче единичной поливной нормы 6 л и расходе капельниц 4-6 л/ч. В диапазоне 4-6 л/ч устойчиво работают отечественные капельницы, использованные в опытах: Молдавия 1-А, КСС-2, КС-ОН и КУ-2. Если другие отечественные и зарубежные капельницы соответствуют по расходно-напорным характеристикам указанным выше микроводовыпускам, то их также можно использовать при капельном орошении роз в теплицах, руководствуясь нашими рекомендациями.

При полосовой посадке роз по схеме 0,50x0,30x0,25 м в пролете шириной 6,4м помещается 8 спаренных рядов. В каждом спаренном ряду посажено 328 шт. роз, которые поливаются 82 капельницами, установленными на поливном трубопроводе длиной 41 м через 0,50 м. При выдаче единичной поливной нормы 6 л диаметр контура увлажнения составляет 0,82-0,86 м. Контуры увлажнения смыкаются и образуют полосу увлажнения шириной 0,70 м в сдвоенном ряду роз шириной 0,80 м. Увлажняющаяся часть площади питания К_к при такой схеме посадки и технике капельного орошения равна 0,90 м. Глубина контуров увлажнения 0,65-0,66 м находится в пределах рас­пространения основной массы корней розы в тепличных почвогрунтах. Объем контура увлажнения равен 0,23-0,26 m³, при предполивной влажности почвы около 80 % НВ. После полива единичной поливной нормой m=6л средняя влажность внутри контура увлажнения достигает оптимального верхнего предела 95 % НВ.

Результаты опытов по изучению контуров увлажнения и элементов техники полива позволили определить средний расход капельниц q, количество капельниц на погонный метр полосы увлажнения n, время выдачи поливной нормы t, глубину контура (очага) увлажнения H, верхний и нижний пределы средней влажности почвы в объеме контура увлажнения K_k и увлажняющуюся часть площади питания (посадочной площади) К_К и другие показатели, которые были использованы при разработке экспериментальных систем и режимов капельного орошения. Все эти показатели могут быть использованы при проектировании систем и режимов капельного орошения роз в теплицах.