Необходимый для земледелия искусственный полив земли. Большая энциклопедия нефти и газа. Способы орошения земли

Мы сталкивались с таким понятием, как «ирригационные системы». Тогда нам рассказывали о том, что это одно из величайших открытий человечества, которое помогло выживать. Откуда же оно происходит и что это за понятие такое? Немного освежим знания.

Что такое ирригационные системы?

Ирригация, или орошение, - это специальный способ подвода воды на земли, засеянные различными культурами, с целью увеличения запасов влаги у корней и, соответственно, усиления плодородия почвы и ускорения роста и созревания культур. Это один из видов мелиорации земли.

Способы орошения земли

В современном мире существует несколько способов ирригации земли:

Полив происходит по специальным бороздам в земле, куда вода подается с помощью насоса или из канала для орошения.
Разбрызгивание - вода рассеивается по участку из проложенных труб.
Система аэрозоля - с помощью мельчайших капель воды охлаждается приземной слой атмосферы, тем самым создавая благоприятные условия для роста растений.
Внутрипочвенная ирригация - вода подается в прикорневую зону культур под землей.
Лиманная ирригация - орошение происходит один раз весной при помощи вод местного стока.
Система дождевания - тут ирригация происходит с помощью самоходной системы, которая использует накопившуюся дождевую воду.

Все эти системы были модернизированы и усовершенствованы человеком. Были придуманы и внедрены новые технологии и методы. А вот зародилась в наименее механизированном виде ирригационная система в Древнем Египте. Произошло это еще до нашей эры.

Как работала первая ирригационная система?

Самая первая ирригационная в мире была придумана у подножья реки Нил. Люди стали замечать, что когда Нил разливается, он приносит на засеянные участки воду и ил, которые способствуют ускоренному росту растений и повышенному урожаю.

Уже тогда люди стали прокладывать специальные каналы и дренажные стоки к земельным участкам. Благодаря этому вода при разливе не просто затапливала весь участок, а поступала именно туда, куда было необходимо.

Также со временем люди стали выкапывать особые резервуары, где вода могла сохраняться и использоваться немного позднее для полива или других целей, поскольку известно, что дождей можно было ожидать подолгу, и Нил был единственным источником воды.

Ирригационная система Древнего Египта называлась системой бассейнового типа. А называется именно так, потому как по каналам, окружавшим земельный надел, постоянно шла вода. И доступ к культурам ей открывали тогда, когда это было необходимо. Так получалось, что когда доступ открыт, земельный участок заливался водой и выглядел как бассейн. Когда, по мнению земледельцев, поле насыщалось влагой в достаточном объеме, вода спускалась через специальный сточный канал. Первое время вода выпускалась куда придётся - на соседние поля. Но вскоре система была улучшена, и вода возвращалась в каналы, откуда она поступила.

История появления систем орошения

Ирригационные системы также широко использовались в странах Древнего Востока - Месопотамии, Китае,

Очень часто эти страны подвергались нападениям, и оросительные системы становились предметом эксплуатации, замедляя процесс развития государства. Несмотря на это, люди их все равно возрождали и продолжали совершенствовать.

Со временем от русел рек люди стали отводить каналы и задерживать воду с помощью первых примитивных дамб и плотин. Ввиду этого удавалось вовремя орошать поля в течение всего периода созревания культур.

Использование систем орошения в современном мире

В современном мире понятие ирригационная система применяется не только для сферы земледелия. Не многие знают, но существует такое узкое понятие, как «ирригация полости рта». Да, термин «ирригация» также используется в медицине, в частности в стоматологии.

В этой области медицины есть такой прибор, как физиодиспенсер. Этот аппарат может использоваться в челюстно-лицевой хирургии, эндодонтии, а также в имплантологии.

Ирригационные системы для физиодиспенсера - это специальные трубки, с помощью которых в процессе и по окончании всех процедур полость рта промывается специальным медицинским раствором или струей чистой воды.

Среди медицинских препаратов, которые могут использоваться для ирригации в стоматологии, наиболее распространенными являются фурацилин, хлорофиллипт, а также травяные отвары.

Жидкость в такую систему подается под давлением от 2 до 10 атмосфер, благодаря чему она очищает полость рта от мелких осколков, дезинфицирует, а также выполняет массажную функцию десен.

Ирригационные системы в стоматологии - актуальная технология, поскольку это незаменимая вещь в работе врача, а также обеспечивающая здоровье зубов и десен пациента.

Заключение

Таким образом, стоит отметить, что оросительные системы - все-таки великое открытие, поскольку используется в мире повсеместно. Многие даже не знали о том, что сегодня ирригационная система - это не только система полива полей, но еще и необходимая вещь, используемая в медицине полости рта - стоматологии.

Ирригация – это искусственное внесение воды в почву, с целью улучшения условий для роста растений. В самом широком смысле ирригацией можно назвать даже полив сада или газона. Однако обычно этот термин применяется для обозначения процесса доставки воды в больших объемах для выращивания сельскохозяйственных культур в засушливых областях.

В сильно засушливых районах ирригация заменяет естественные дождевые осадки. В условиях с небольшим количеством осадков орошение даст альтернативу сухому земледелию. Где осадки обильные ирригация позволит избежать периодов засухи, которые происходят случайным образом. В любых условиях орошение дает возможность контролировать процесс выращивания растений строго не меньше требуемых объемов.

Выращивание любой культуры будет более эффективным с орошением. На огромных низменных равнинах раскинулись на миллионы гектаров рисовые поля, дающие пищу для практически половины населения Земли, заливаются водой. Сахарная свекла, картофель и большая часть фруктовых растений – также влаголюбивые растения.

Быстрый рост населения нашей планеты резко обостряет проблему производства продуктов питания. Орошение дает возможность вовлекать в земледелие все больше ранее непригодных для этого засушливых земель. Кроме того, орошение позволит повысить урожай на уже освоенных сельскохозяйственных условиях.

Орошение используется по всему миру. Наиболее оно распространено в районах, где выпадает менее 500 мм осадков в год. Также орошение используется в некоторых областях с количеством осадков от 500 до 1000 мм в год. Большинство орошаемых территорий находятся В западных странах и в США.

Система ирригации состоит из различных устройств и путей подачи воды. Обычно оросительные системы принадлежат отдельным фермерам, группам фермеров или сельскохозяйственному предприятию. Также существуют государственные ирригационные системы, находящиеся в ведении министерств и ведомств.

Наиболее часто в качестве источника воды для оросительных систем применяются поверхностные водоемы. В их роли выступают озера, ручьи и реки. Также часто используются грунтовые воды, добываемые с водоносных слоев из-под поверхности земли с помощью скважин. Однако естественные источники воды в засушливых районах имеют свойство пересыхать в разгар лета. Поэтому часто строятся искусственные водохранилища, которые задерживают воду на весь сельскохозяйственных работ.

Для транспортировки воды применяются искусственные каналы открытого или закрытого (обычно в виде трубопровода) типа. Для предотвращения потерь воды поверхность каналов открытого типа часто цементируется или обкладывается каким-либо влагозащитным материалом.

Способ орошения может сильно разниться в различных ирригационных системах и сильно зависит от доступности воды.

В районах, где доступ к воде практически неограничен, используют способ орошения типа «наводнение». При этом вся площадь, где выращивается сельскохозяйственная культура, затапливается на короткое или длительно время, в зависимости от выращиваемой культуры.

Там где вода не столь доступна, применяют более экономные способы. Один из способов предполагает высадку растений в специальных канавках, в которые потом поступают водные потоки. В другом способе, может быть использована другая схема, когда вода пускается по глубоким канавам между рядами растений. Поступающая вода проникает затем в корневую систему растений с боку, а не сверху.

В еще более экономичных системах вода распрыскивается под давлением с помощью специальных оросительных установок. Для использования такой схемы требуется уже прокладка разветвленной трубопроводной системы и установка специальных насосов.

Самой экономичной схемой ирригации является капельная оросительная система. При этом к каждому растению подводится отдельная тонкая трубка, доставляющая очень ограниченные объемы воды. Обычно такие системы компьютеризированы и распределяют объемы воды в соответствии с заданным расписанием в зависимости от окружающих условий. Капельные системы применяются в районах близких к пустынным, где вода на вес золота.

Орошение может не только помочь земледелию, но и навредить ему и даже разрушить плодородный слой. При чрезмерном увлажнении земля может покрыться коркой, которая будет препятствовать дыханию растений. Кроме того, вода должна быть очищена от вредных примесей и соответствовать химическому составу грунтовых вод данного региона, иначе может произойти гибель существующей экологической среды, что может вызвать эрозию и опустынивание местности.

Славилась уже в глубочайшей древности сельскохозяйственным прогрессом, достигнутым при помощи систематического орошения. С незапамятных времён существуют образцы оросительных сооружений в странах древнейшей культуры: в Китае , Индии и Египте , а в Новом свете - в областях исчезнувшего царства ацтеков . Египтяне не довольствовались периодическими разливами Нила для оплодотворения своих полей; а провели его воды, с помощью разветвлённой системы каналов, по всей своей плодородной области до края пустыни. Впоследствии перешли здесь к водочерпательным колёсам , поднимавшим воду на высоту .

В Европе древнейшими мастерами по части орошения являются этруски . Громадные остатки каналов между Адиджем и По свидетельствуют ещё в настоящее время об исполинских сооружениях, исполненных этим народом исключительно для обводнения полей. Своё искусство они передали римлянам . Последние высоко ценили воду, и ещё в настоящее время поражают их гидротехнические сооружения: возвышенные бассейны, водопроводные каналы, искусственные пруды и озёра, великолепная отделка источников и другие совершенные устройства для доставления хорошей воды .

Самым широким образом оросительные сооружения развились в Ломбардии . Сеть оросительных каналов в этой области, развиваемая и совершенствуемая со времён римлян, охватывала к началу XX века площадь до 450 000 гектаров . Главные каналы этой сети, в состав которых вошли и древние искусственные водотоки, построены были в начале средних веков частью монахами, частью городами Миланом , Кремоной и другими под владычеством Висконти , Сфорца , Паллавичино , а в области Мантуи династией Гонзага . Древнейший канал построен в 1057 году . Уже в 1216 году в Милане появляется собрание постановлений о пользовании водой, которые впоследствии были усовершенствованы и послужили основанием законодательства об орошении 1747 года . В XI веке монахи владели более чем 8 000 гектаров орошаемых лугов и продавали излишек своей воды. Для определения её количества пользовались особыми водомерами , в которых вода пропускалась через определённое отверстие (0,029 м²), при постоянном напоре (0,10 м). В минуту через такое отверстие протекает 2,1835 м³, что называется миланской унцией. Впоследствии вместо водяной унции стали пользоваться для измерения расхода другими устройствами и приборами, называемыми со времен Солдати, первого изобретателя такого прибора в XVI веке , модулями .

Основные сведения [ | ]

Насосная станция для забора воды на оросительные нужды

Оросительный канал

Оросительные трубопроводы

Передвижная установка для орошения

Орошение относится к гидромелиорации, которая представляет собой ряд мер, направленных на долговременное улучшение водного режима почвы с целью повышения её урожайности. Гидромелиорация осуществляется путём строительства инженерных гидротехнических сооружений , с помощью которых осуществляется просчитанное изменение или регулирование водного режима территории. Если орошение требуется осуществлять в местности бедной водными запасами, то предварительно следует провести обводнение территории, так как постоянная транспортировка требуемых для орошения объёмов воды была бы чрезвычайно неэффективной и дорогостоящей. С помощью же обводнения обеспечивается поступление воды естественным ходом, что позволяет её использовать в дальнейшем непосредственно в оросительных системах.

Эффективным является использование орошения вместе с другими видами мелиорации, например, с агролесомелиорацией, которая включает в себя создания защитных лесополос и участков. При этом возможно достичь не только улучшения почвенных условий, но и изменения в лучшую сторону микроклиматических условий, когда улучшается местный влагооборот в целом . В засушливых регионах только увлажнения почвы может быть недостаточно, так как при действии сухих ветров испарение с поверхности растений усиливается, и скорость подпитки из корневой системы может оказаться недостаточной, что приводит к увяданию. Также можно отметить такие виды мелиорации как опреснительные мелиорации, которые заключаются в выведении из почвы вредных солей, и тепловые мелиорации, когда полив культур производится тёплой водой.

В целом, орошение применяется в самых различных участках по климатическим условиям. Очевидно, что наибольшая нужда в орошении наблюдается в регионах с жарким сухим климатом (аридный климат), характеризующихся малым количеством осадков (200-300 мм в год). Показатель увлажнения (отношение годовой суммы осадков к потенциальной испаряемости) меньше 0,33, а дефицит испаряемости (разница между возможной испаряемостью за вегетационный период и продуктивно используемыми осадками) превышает 5000 кубических метров на гектар. В России к подобным землям можно отнести территорию Астраханской области . Данный климат типичен для государств Средней Азии , где основной культурой, выращиваемой с помощью орошения является хлопчатник .

Также орошение весьма эффективно в субаридных областях. Для них показатель увлажнения составляет меньше 0,77, а дефицит испаряемости - 2000-5000 м³ на гектар. Климат в таких областях более благоприятный, чем в зонах аридного климата, однако раз в несколько лет здесь случаются засушливые периоды, что может наносить большой ущерб сельскому хозяйству. Орошение здесь играет несколько иную роль, служит не столько для создания возможности произрастания, сколько для выравнивания колебаний объёма получаемой продукции по годам и более эффективного использования земель с возможностью снимать урожай несколько раз в год. Определяющими культурами являются кормовые и зерновые .

В зависимости от местной ситуации возможны разные способы проведения орошений. Во-первых, может орошаться как целиком вся площадь угодий, что характерно для засушливого климата, так и отдельные участки определённых культур, что свойственно для более влажных климатических районов. Во-вторых, орошение может осуществляться единожды за год (так называемое лиманное орошение), при котором в почве создаётся необходимый запас воды, используемый растениями в течение года, или же орошение может производиться постоянно .

Режим орошения [ | ]

В задачу орошения входит определение необходимого количества воды, требуемого для проведения оросительных работ с максимальной эффективностью. Для этого учитывают как местные климатические условия, так и вид орошаемых растений и требуемые ему условия для максимального произрастания и количества воды в разные периоды роста. Следует знать фазы развития той или иной культуры и обеспечивать требуемые условия для каждой из фаз. Можно выделить следующие фазы роста: прорастание, кущение, цветение и созревание. Наиболее водозатратной для злаковых культур является фаза кущения, тогда как, например, для хлопчатника - фаза цветения.

Различают поливную норму - количество воды, требуемое сельскохозяйственной культуре на один полив, и оросительную норму - весь объём воды на период орошения. Коэффициентом водопотребления называют количество воды, израсходованное растениями, на единицу урожая .

Оросительные системы [ | ]

Оросительные системы в общем случае состоят из нескольких компонентов :

Водоисточник - река, пруд, водохранилище, скважина, обеспечивающие требуемый объём воды
Водозаборное сооружение - регулирует забор воды в систему
Сеть линейных водопроводящих устройств - каналы, лотки, трубопроводы
Поливная сеть и устройства - непосредственно поливные полосы, борозды, чеки, ярусы, поливальные машины и устройства
Водосборно-сбросная сеть - для сбора и отвода поверхностного стока с участка
Дренажная сеть - для регуляции уровня подземных вод и отвода солей
Вспомогательные сооружения - для регулирования напора, расхода и объёма воды, очистные сооружения и пр.
Инфраструктура - дороги, лесополосы, сооружения энергоснабжения, производственные и жилые здания, пруды-накопители и пр.

Соответственно, можно выделить несколько типов оросительных систем в зависимости от применяемых компонентов. Например, если в качестве водозаборного сооружения используются насосные станции, то система является с механическим водоподъёмом, в отличие от самотечной системы. По типу открытости можно различить системы открытые, где используются каналы и лотки и закрытые, где используются трубопроводы. Также системы различаются по способу полива: поверхностного полива, дождевальные, рисовые, лиманного, капельного или внутрипочвенного орошения.

Почвенная влага [ | ]

Изучение и прогнозирование свойств почвенной влаги является одной из важнейших задач в орошении, так как именно для её регулирования орошение и предназначено. К почвенной влаге относят влагу, содержащуюся в верхнем слое земли в пределах зоны аэрации . Ключевым параметром, характеризующим почвенную влагу, является её подвижность, в зависимости от величины которой почвенную влагу разделяют на кристаллизационную, твёрдую (лёд), парообразную, прочносвязанную, рыхлосвязанную и свободную. Задачей орошения является создание определённой влажности, которая бы обеспечивала максимальный урожай засеиваемой на данном участке сельскохозяйственной культуры. При этом выделяют несколько видов влажности почвы, что позволяет максимально точно рассчитывать её свойства:

Максимальная гигроскопичность позволяет оценить, сколько влаги может содержать почва прежде чем прекратится процесс впитывания
Наименьшая влагоёмкость показывает, сколько воды останется в почве, после того как стечёт вся гравитационная вода
Полная влагоёмкость определяет максимальное количество влаги, способное содержаться в почве
Влажность завядания - влажность, при которой прекращается процесс усвоения влаги из почвы определённым растением, соответственно, данная характеристика зависит не только от типа почвы, но и от сорта сельскохозяйственной культуры.

Скорость впитывания воды в почву можно определять по формуле :

u = α K t α − 1 {\displaystyle u=\alpha Kt^{\alpha -1}} ,

Проинтегрировав это выражение, можно получить слой впитавшейся влаги за время t {\displaystyle t} :

H = K t α {\displaystyle H=Kt^{\alpha }} .

Для того чтобы не начался процесс ирригационной эрозии, требуется, чтобы вся поступающая влага впитывалась в почву.

Для оценки водоотдающих свойств тех или иных почв можно использовать коэффициент водоотдачи, который равен отношению объёма свободновытекающей из грунта воды к объёму этого грунта, выраженный в процентах. Значения коэффициента водоотдачи составляют от 0,01 для глин до 20 у мелкозернистых песков.

Способы орошения [ | ]

Круговая оросительная установка
на полях ГДР (1967)

К основным способам орошения относится:

полив по бороздам водой, подаваемой насосом или из оросительного канала;
разбрызгиванием воды из специально проложенных труб;
аэрозольное орошение - орошение мельчайшими каплями воды для регулирования температуры и влажности приземного слоя атмосферы;
подпочвенное (внутрипочвенное) орошение - орошение земель путём подачи воды непосредственно в корнеобитаемую зону;
лиманное орошение - глубокое одноразовое весеннее увлажнение почвы водами местного стока.
дождевание - орошение с использованием самоходных и несамоходных систем кругового или фронтального типа.

См. также механизированное орошение .

Орошение в разных странах [ | ]

Негативные экологические последствия [ | ]

При ошибках в организации мелиорации оросительное земледелие может вызывать целую цепь негативных экологических последствий. Главными из них являются:

Вторичное засоление - одно из главных последствий орошения земель в условиях аридного климата . Оно связано с подъемом минерализованных грунтовых вод к земной поверхности. Грунтовые воды, содержащие соли, начинают при этом интенсивно испаряться, в результате чего почва насыщается избыточным количеством солей. Острая экологическая проблема орошаемого земледелия - загрязнение поверхностных и грунтовых вод. Это результат полива угодий и использования воды для почв. Большинство рек, воды которых используются для орошения имеют минерализацию 0,2-0,5 г/л. В настоящее время их минерализация возросла в 10 раз, что привело к росту вторичного засоления. Проблемы засоления почв и вод усугубляются применением минеральных удобрений .

Сведение негативного экологического эффекта к минимуму возможно при правильном планировании и проведении орошения, так как большая часть недостатков не является органически ему присущей .

Технико-экономическое обоснование орошения [ | ]

Экономическая эффективность мероприятий по орошению зависит от того, смогут ли дополнительные доходы, получаемые в результате проведения оросительных мероприятий, превзойти затраты на их осуществление. Соответственно, требуется иметь информацию о том, сколько средств потребуется вложить в строительство мелиоративной системы, представлять получаемый дополнительный объём продукции, а также рассчитать величину расходов, затрачиваемых на само производство сельскохозяйственной продукции.

Следует учитывать, что объём капитальных вложений в оросительные системы включает в себя не только средства на сами эти системы, но также и средства на создание соответствующей инфраструктуры, например, на создание внутрихозяйственной сети дорог, электрификацию, строительство дополнительных зданий для производственных нужд и проживания обслуживающего персонала и пр .

Годовые издержки на производство продукции при введении оросительных систем возрастают. Помимо обычных затрат на удобрения, посев, уборку и транспортировку урожая и т. п. появляются расходы на обслуживание самих оросительных систем, которые могут включать в себя затраты на оплату рабочих, на амортизацию оборудования , на дополнительные земляные работы (например, очистку каналов, нарезку временных оросительных сетей), на поливы.

В связи с этим перед введением систем орошения требуется тщательный анализ, сопровождающийся экономическими расчётами и технико-экономическим сравнением нескольких вариантов . Для этого могут потребоваться данные о видах и площадях предполагаемых к орошению земель, оценка их мелиоративного состояния, геодезические работы по съёмке местности, с целью составления топографических планов и профилей угодий, данные о физико-химическом составе почв, геологические данные о грунтовых основаниях и уровне подземных вод.

Создание крупномасштабных оросительных систем требует участия специализированных проектных институтов и научной поддержки ввиду как значительных затрат, так и возможного кардинального влияния на природу и население региона. Извлечь максимальную выгоду из внедрения мелиорации возможно при общем развитии сельскохозяйственной отрасли, когда происходит внедрение современной сельхозтехники, создаются профессиональные кадры работников, а также развивается социальная сфера на селе .

Нормативно-техническое обеспечение орошения в Российской Федерации [ | ]

В настоящее время работы по строительству, эксплуатации и содержанию оросительных систем регулируются сводом строительных норм и правил (СНиП) с сопутствующими нормативно-методическими документами (ведомственные строительные нормы (ВСН), пособия к СНиП, методические указания, большая часть которых сохранилась со времён государственного регулирования вопросов мелиорации. Стоит задача по созданию новых норм, отвечающих как современным требованиям и ситуации, так и находящихся в соответствии с требованиями Международных ассоциаций по стандартизации (ИСО). Однако появление в ближайшее время единого технического российского регламента по мелиорации в ближайшее время маловероятно. В настоящее время ведутся работы по разработке научно-методической основы для создания национальных стандартов, которые бы регулировали мероприятия по орошению, как составной части мелиорации в целом

Ирригация и орошение

Ирригация (активное орошение) - это необходимый для земледелия автоматический полив земли, используется для выращивания сельскохозяйственных культур в засушливых районах и территориях, подвергшихся естественному или искусственному осушению почв. История появления ирригационных систем
Первые ирригационные системы располагались на засушливых территориях Азии и Египта еще в 3000 годах до н. э.. Такие системы представляли собой оросительные каналы и водоемы, которые использовались в качестве систем полива для удаленных от рек полей. С целью автоматизации процесса орошения и преодоления рельефных особенностей местности применялись различные механические средства, например "архимедов винт".

В византийскую эпоху Прокопий называл процесс ирригации «товариществом по совместному орошению» и наделял его следующим смыслом: «Река стекает с гор, достигая равнины. Она орошает землю в соответствии с желаниями жителей, ибо они регулируют движение воды так, как считают наиболее выгодным для себя. Люди создали множество каналов, по которым устремляются воды реки. Часть пути реки проходит под землей, а затем вновь появляется на поверхности, сливая свои воды в единый поток, таким образом, на большей части равнины эта река находится в распоряжении людей, которые то закрывают каналы, делая перемычки, то снова открывают их, используя воду по своему усмотрению».

Современные технологии ирригации
Современные технологии позволяют избежать перерасхода воды и засоление почв. Наиболее перспективный способ современной ирригации - это капельное орошение. Капельный полив позволяет создавать рукотворные оазисы. Таким образом, капельное орошение позволяет выращивать овощи и фрукты, плодовые и декоративные деревья , кустарники , многолетние цветы и розы , осуществлять озеленение и создание газонов и клумб , практически в условиях полупустыни и пустыни.

В настоящее время для ирригации используют поверхностные или подземные воды. Поверхностные воды - это ручьи, реки и озера. Возведение дамб через реку позволяет накапливать большое количество воды, создавая искусственное озеро или резервуар. Эта вода и используется для ирригации в засушливый сезон. Грунтовую воду берут из колодцев, редко из неглубоких скважин. В районах сильно удаленных от источников пресной воды используют системы опреснения, доставляя полученную воду на поля через систему каналов, канав, насосов и труб. Современные технологии позволяют избежать перерасхода воды и засоление почв. Наиболее перспективный способ современной ирригации - это капельное орошение .

Капельное орошение – это организация полива, когда вода (часто вместе с питательными элементами) вносится малыми дозами непосредственно в прикорневую зону. При поливе малыми порциями и несколько раз в день растения усваивают влагу и питательные вещества наиболее эффективно. При этом сохраняется воздушная проницаемость почвы, что позволяет корням «дышать». Так как при капельном поливе внесение воды и удобрений происходит в прикорневую зону культурных растений, то для прочих растений (сорняков) создаются неблагоприятные условия, и развитие их замедляется, или же вовсе останавливается. Равномерность, которую обеспечивают системы капельного орошения (разброс менее 10%), позволяет забыть о возможном при обычном поливе переувлажнении одних участков (растений) и недоувлажнении других.

Капельный полив позволяет при малом расходе воды производить работы по укреплению склонов и откосов автомагистралей путём посева многолетних трав , предотвращающих поверхностный смыв почвы в период дождей.

Преимущества капельного полива:

Значительное преумножение урожайности в теплицах и на грунтах (для томатов, огурца, капусты, картофеля, лука в 2 раза);
Существенное снижение трудозатрат на полив и обработку, как на открытом грунте, так и в теплицах (с 30-40 до 2-4 чел-час/га);
Улучшается «качество» продукции, товарный вид;
Экономия воды и удобрений (в 2-3 раза);
Эффективное потребление растениями удобрений (до 80%), не происходит засоление почвы;
Возможность поливать в любое время, не рискуя вызвать солнечный ожог.

При малообъёмной технологии выращивания (объём корневой системы ограничен и существенно меньше зеленой массы растения). Питательные элементы к растению поступают только с водой. Цена ошибки в таких системах очень высока из-за малой емкости субстрата и для обеспечения точности используют компенсированные внешние капельницы . Некомпенсированные внешние капельницы часто используются там, где длина магистрали невелика и падение давления по длине несущественно влияет на расход капельницы.

(трубки с вмонтированными внутрь капельницами) благодаря простоте производства (малой стоимости) и применения, а также возможности скрытного размещения в почве получили широкое распространение, преимущественно, в открытом грунте. Компенсированные капельные линии применяют при значительных длинах линии или значительных уклонах (грядки, поливного участка). В таких условиях применение компенсированных капельниц более чем оправдано. Некомпенсированные капельные линии с успехом справляются с задачами полива при незначительных уклонах и длинах капельные линии (для капельниц различных производителей это может быть от нескольких десятков до сотен метров при разбросе расхода менее 10%).

Другим обязательным элементом систем капельного полива является трубопровод , доставляющий воду к участкам орошения и разводящий воду внутри него. А также, запорная арматура. Трубопровод должен быть рассчитан с учетом конкретных условий полива и размера участка. На больших площадях орошения осуществляют разбивку на более маленькие, а полив каждого из них осуществляют поочерёдно. Краны и клапана позволяют изолированно орошать один или несколько участков.

Не маловажным является применение в капельном орошении системы фильтров . Дело в том, что даже применение чистой воды (например, водопроводной) не гарантирует отсутствие микрочастиц в ней. Тем более если используется емкость предварительного хранения поливной воды и/или удобрений. Применение фильтров позволяет очистить воду от вредных микрочастиц , тем самым защитив растения от поражения и возможных заболеваний.

Для формирования удобрений , на промышленных предприятиях применяются специализированные автоматические растворные узлы, которые самостоятельно готовят питательный раствор в соответствии с программой питания, разрабатываемой агрономами. Автоматизированные растворные узлы обязательны при использовании малообъёмной технологии.

Последствия применения систем ирригации
Самое распространенное и неприятное явление при орошении - это засоление почв . В почвах и подстилающих их грунтах много легкорастворимых солей. В результате утечек воды из каналов и подачи на поля чрезмерного количества воды начинает подниматься уровень грунтовых вод. От этого уровня по системе капиллярных пустот к поверхности почвы поступает вода и включается в процесс испарения. Грунтовая вода, промочив толстый слой подпочвы и почвы, выносит к поверхности растворы солей, которые после испарения остаются вблизи или на поверхности почвы. Почва таким путем засоляется, меняет свои свойства и структуру и теряет плодородие. На месте оазиса возникает засоленная пустыня, созданная руками человека. Когда-то в личных владениях царей Романовых в Голодной степи, где управляющие царским имением учинили такой переполив, что быстро превратили в бесплодные солончаки десятки тысяч гектаров земли. Уже в наше время, бездумная ирригация привела к известной всем экологической и социальной катастрофе связанной с использованием в качестве источника пресной воды рек Амударьи и Сырдарьи, которое нарушило питание Аральского моря и привело к его осушению и дальнейшему засолению почв региона.
Нельзя сказать, что ситуация сильно изменилась за прошедшее время, за исключением того, что орошаемая территория сейчас сильно расширилась, и это привело к столь же большому расширению площади заселяемых земель. В целом в России значительная часть орошаемых земель засолена или засоляется. Не лучше обстоят дела и в других странах; в США, например, засолению подвержено около 40% орошаемых земель. Таким образом, из 260 млн. га орошаемых во всем мире земель до 100 млн. га требует проведения мероприятий по рассолению или защите от засоления. Много засоленных земель заброшено. Во всем мире заброшенных из-за ирригации засоленных земель в настоящее время больше чем орошаемых, так как при бездренажном орошении и без использования специального севооборота 70-80% орошаемых земель полностью или частично теряют плодородие. В грунтах под черноземами практически повсеместно установлено существование 3-5 древних солевых и солонцеватых горизонтов, которые свидетельствуют о прошлых увлажнениях этих территорий. Поэтому переполив и потери воды из оросительных систем на глубокое просачивание - это основная проблема орошаемых черноземах. Подъем уровня грунтовых вод до 2-2,5 м от поверхности приводит к быстрому засолению почвы и выходу ее из земельного пахотного фонда.

В настоящее время считается, что наиболее эффективным решением проблемы засоления почв является хороший дренаж , который позволяет опустить уровень грунтовых вод гораздо ниже уровня залегания корней. При этом ирригационная вода вымывает соли из верхнего слоя почвы, восстанавливая её плодородие.

Много лет назад в одном из номеров журнала «Химия и жизнь» была опубликована заметка о выращивании малосольных огурцов - дескать, путем селекции удалось получить сорт огурцов, способный расти на солёных почвах, который дает готовые к употреблению малосольные огурчики. Журнал завалили письмами с просьбой указать, где можно приобрести семена таких огурцов, поэтому редакции пришлось в следующем номере извиниться за первоапрельскую шутку. Теперь же вопрос о том, не будут ли растения с повышенной солеустойчивостью, выращенные на засоленных почвах, солеными на вкус, приобретает научный смысл. Оказывается, растения солёными не становятся. Для того чтобы скомпенсировать осмотическое давление, создаваемое высокими концентрациями соли внутри вакуоли, растениям приходится увеличивать концентрацию растворимых веществ в протоплазме. Для этой цели они используют углеводы. Поэтому вместо того, чтобы быть солеными, такие растения сладки на вкус. Может быть, таким путем можно повысить сахаристость растений, используемых в производстве сахара.

Недавно группа биологов из университета в Торонто предложила ещё один возможный путь решения проблемы засоления почвы. Они обнаружили ген, который позволяет растениям не только противостоять предельной засоленности, но и «высасывать» соль из почвы. По словам руководителя группы учёных Блумвальда их целью была разработка методов выращивания урожаев на землях, более не используемых из-за засоления. Если удастся получить более активный вариант гена, выращивание имеющих его растений на засоленных почвах позволит восстанавливать плодородие этих земель.

Нарушение экологического баланса. История Аральского моря.
Миллионы лет назад северо-западная часть современного Узбекистана и южные области Казахстана были покрыты огромным морем. Когда вода отступила, образовался большой массив очень засоленных почв. Один из остатков древнего моря и стал Аралом, четвертым в мире внутренним морем. Аральское море является внутренним соленым морем без стока воды. Питается за счет двух рек - Амударьи и Сырдарьи. Пресная вода из этих двух рек поддерживает уровень воды и соляной баланс Аральского моря.

В начале 60-х годов правительство взяло курс на превращение Советского Союза в государство, которое сможет полностью обеспечить себя хлопком. Было решено также увеличить производство риса. Правительственные чиновники отдали приказ, чтобы дополнительное количество воды получали из двух рек, впадающих в Аральское море. На обеих реках были построены крупные плотины, было проложено 850 миль центрального канала с системой "питания" каналов, рассчитанной на большие расстояния. Когда система орошения была завершена, миллионы акров по обе стороны основного канала были затоплены. В течение следующих 30 лет Аральское море достигло серьезного снижения воды, его берега отступили, а содержание соли возросло. Морская среда стала угрожать жизни морских растений и животных. Как только морская жизнь сошла на нет, стала испытывать трудности и рыбная промышленность.

Советская система была основана на строительстве серии плотин на двух реках. Цель была одна - создать водохранилище, каналы которого (протяженностью 40000 км), орошали бы поля. Поля процветали, но наличие таких обширных площадей монокультуры вынуждало фермеров использовать огромное количество пестицидов. А ирригация была такова, что соли выступили на поверхность почвы и все больше и больше накапливались.

Когда на Амударье близ Нукуса была построена Тахиаташская плотина, вода в русле реки пересохла на сотни километров вокруг. К удивлению жителей Муйнака Арал начал сокращаться. Вначале они предположили, что это временное явление, и рыли канал к удаляющемуся берегу, поскольку лодки продолжали курсировать, а в доках, на причалах кипела работа. Но сточные воды, достигающие моря, уже были отравлены смертельной смесью соли и пестицидов с хлопковых полей. Популяция рыб резко сократилась и, наконец, когда канал достиг 30-ти километровой длины, и море еще больше ушло, лодки стали напоминать больших чудовищ, лежащих на песке, который когда-то был морским дном.

Арал был богат рыбой. Биологи определили около 20 видов рыбы, в том числе осетровых и сома. Муйнак, расположенный у самого моря, был промысловым городом, что также привлекало туристов. Сегодня Муйнак - пустынный город, расположенный на расстоянии более ста километров от моря. Единственным напоминанием о некогда процветающем рыбном промысле являются ржавеющие остовы и древняя рыбная плантация. Море сократилась до двух пятых от своего прежнего размера, и в настоящее время находится на 10-м месте в мире. Уровень воды упал на 16 метров, а его объем уменьшился на 75%, что эквивалентно количеству воды в озерах Эри и Гурон. Экологические последствия были разрушительными, а экономические, социальные и медицинские проблемы в регионе катастрофические. Все 20 известных видов рыб в бассейне Аральского моря в настоящее время исчезли, им не удалось выжить в токсичной и засоленной среде.

Изменения в одном регионе часто приводит к изменениям экологии и климата в других регионах. Вот некоторые результаты высыхания Аральского моря: Поскольку вода из рек уходила на полив хлопковых полей, концентрация соли в морской воде намного повысилась. Поскольку из рек было изъято очень большое количество воды, уровень моря снизился более чем на 60%. Запасы питьевой воды сократились. Так как в хозяйствах данной области использовались некоторые высокотоксичные пестициды и другие вредные химические вещества , вода была загрязнена пестицидами, сельскохозяйственными химикатами , а также бактериями и вирусами. На протяжении десятилетий эти химикаты сливались в Аральское море.

Озера и моря оказывают смягчающее воздействие на климат. Иными словами, земля рядом с источником воды теплее зимой и прохладнее летом, чем земля, где нет водоемов. Но поскольку Арал потерял воду, климат стал резко континентальным. Так тысячелетний образ жизни людей в данном регионе исчез в течение десятилетий. Обширная площадь иссушенного моря покрыта пестицидами, поэтому, когда дует ветер, пыльные бури распространяют соли и токсичные вещества на сотни, если не на тысячи километров вокруг. Согласно оценкам, ежегодно на Центральную Азию обрушиваются 75 млн. тонн токсических солей и пыли. Если Аральское море высохнет полностью, после него останется 5 млрд. тонн соли.

10 декабря 2015

Еще в школе при изучении истории древнего мира мы сталкивались с таким понятием, как «ирригационные системы». Тогда нам рассказывали о том, что это одно из величайших открытий человечества, которое помогло выживать. Откуда же оно происходит и что это за понятие такое? Немного освежим знания.

Что такое ирригационные системы?

Способы орошения земли

В современном мире существует несколько способов ирригации земли:

Полив происходит по специальным бороздам в земле, куда вода подается с помощью насоса или из канала для орошения.
Разбрызгивание - вода рассеивается по участку из проложенных труб.
Система аэрозоля - с помощью мельчайших капель воды охлаждается приземной слой атмосферы, тем самым создавая благоприятные условия для роста растений.
Внутрипочвенная ирригация - вода подается в прикорневую зону культур под землей.
Лиманная ирригация - орошение происходит один раз весной при помощи вод местного стока.
Система дождевания - тут ирригация происходит с помощью самоходной системы, которая использует накопившуюся дождевую воду.

Видео по теме

Как работала первая ирригационная система?

Самая первая ирригационная система земледелия в мире была придумана у подножья реки Нил. Люди стали замечать, что когда Нил разливается, он приносит на засеянные участки воду и ил, которые способствуют ускоренному росту растений и повышенному урожаю.

История появления систем орошения

Ирригационные системы также широко использовались в странах Древнего Востока - Месопотамии, Китае, Передней Азии.

Использование систем орошения в современном мире

Среди медицинских препаратов, которые могут использоваться для ирригации в стоматологии, наиболее распространенными являются фурацилин, гипохлорит натрия, хлорофиллипт, а также травяные отвары.