Поверхностное и внутрипочвенное орошение: виды и особенности систем полива
От нехватки дождей страдает большая часть пахотных земель в России. Когда влаги в почве не хватает, урожай проседает даже при нормальной агротехнике — поэтому способ полива лучше выбирать так же внимательно, как семена и питание. В этом материале эксперты «Студии Аграрных Систем» рассказывают, какие бывают системы орошения для полей и теплиц и на что смотреть при выборе, чтобы вода работала на результат.
Виды полива: четыре базовых схемы орошения
В современных хозяйствах чаще всего используют четыре способа орошения.
Капельное.
В зоне корней прокладывают трубопроводы с капельницами или микрофорсунками. Вода подаётся малыми порциями и дозируется точнее, чем при большинстве других методов. Капельный полив часто называют микроорошением.
В зоне корней прокладывают трубопроводы с капельницами или микрофорсунками. Вода подаётся малыми порциями и дозируется точнее, чем при большинстве других методов. Капельный полив часто называют микроорошением.
Дождевальное.
Полив имитирует осадки: установки распыляют воду сверху, увлажняя почву, воздух у поверхности и надземную часть растений. Метод подходит, когда важна равномерность распределения влаги по площади.
Полив имитирует осадки: установки распыляют воду сверху, увлажняя почву, воздух у поверхности и надземную часть растений. Метод подходит, когда важна равномерность распределения влаги по площади.
Внутрипочвенное.
Вода поступает по трубам, уложенным в грунт. Глубину закладки подбирают под культуру и глубину обработки почвы, обычно в диапазоне 25–65 см. Такой вариант снижает испарение с поверхности и работает там, где важна подача влаги именно в корнеобитаемый слой.
Вода поступает по трубам, уложенным в грунт. Глубину закладки подбирают под культуру и глубину обработки почвы, обычно в диапазоне 25–65 см. Такой вариант снижает испарение с поверхности и работает там, где важна подача влаги именно в корнеобитаемый слой.
Поверхностное.
Вода движется по поверхности поля — затоплением, по бороздам или по полосам. Это классический способ, который требует грамотной планировки участка и контроля подачи, чтобы избегать размыва, застойных зон и перерасхода воды.
Вода движется по поверхности поля — затоплением, по бороздам или по полосам. Это классический способ, который требует грамотной планировки участка и контроля подачи, чтобы избегать размыва, застойных зон и перерасхода воды.
По уровню автоматизации системы полива делят на три группы:
- автоматические — работают по заданным настройкам и сценариям, без постоянного участия человека;
- ручные — требуют управления на месте; даже в небольших хозяйствах их используют всё реже;
- комбинированные — часть операций выполняет автоматика, а часть остаётся на контроле у персонала (например, запуск, переключение контуров, корректировка режимов).
Внутрипочвенный (подземный) полив
Внутрипочвенное орошение применяют реже остальных схем: воду подают не по поверхности, а прямо в слой, где работает основная масса корней. По принципу подачи выделяют три варианта систем:
На практике чаще используют перфорированные увлажнители: пластиковые трубки диаметром примерно 20–44 мм. Их укладывают в грунт на глубину порядка 45–60 см, выдерживая шаг между линиями около 125–150 см.
- вакуумные (адсорбционные) — влага поступает за счёт способности почвы втягивать воду и удерживать её в порах;
- низконапорные с капиллярно-гравитационным увлажнением — подача организуется близко к самотёку;
- напорные капиллярные — расход и распределение обеспечиваются за счёт созданного давления в трубопроводе.
На практике чаще используют перфорированные увлажнители: пластиковые трубки диаметром примерно 20–44 мм. Их укладывают в грунт на глубину порядка 45–60 см, выдерживая шаг между линиями около 125–150 см.
- Плюсы внутрипочвенного полива
- Почва не получает удар по структуре: не размывается, корка на поверхности образуется реже.
- Потери на испарение ниже, поэтому влага держится в профиле дольше.
- Режимы полива проще перевести на автоматику, снижается нагрузка на персонал.
- Поверхностный слой остаётся более сухим, сорнякам сложнее стартовать.
- Минусы внутрипочвенного полива
- Высокая стоимость монтажа и материалов.
- Обработка почвы усложняется: нужно учитывать глубину и расположение линий, повышаются риски повреждения системы.
- Не подходит для лёгких, просадочных и засолённых почв.
- Для рассады и всходов может не хватать влаги в верхнем горизонте, если не продумано дополнительное увлажнение.
- Нужна фильтрация воды, иначе перфорация и каналы быстро забиваются.
- При неудачной настройке и утечках потери воды растут, и полив становится дорогим в эксплуатации.
Поверхностное орошение
Поверхностные схемы полива используют всё реже: они требовательны к планировке поля, требуют большого расхода воды и заметных трудозатрат на организацию и контроль подачи. При этом в ряде культур и условий такие методы остаются рабочими — если участок подготовлен и режимы рассчитаны.
Полив по полосам. Поле делят на параллельные полосы земляными гребнями. Ширина полос обычно начинается примерно от 3 м. Важно, чтобы полосы имели одинаковый уклон, как правило до 2%. Полив ведут последовательно: каждую полосу заливают отдельно, пока вода не распределится по всей длине.
Полив по бороздам. Вода идёт не по всей поверхности, а по канавкам между рядами. Такой вариант выбирают для участков с небольшим уклоном, обычно до 0,5%, и для культур, выращиваемых на гребнях: кукурузы, картофеля, бобовых, а также для садов. В садах распространён близкий вариант — полив по лункам (кольцам, чашам) вокруг каждого дерева.
Затопление. Самая простая по логике схема: воду подают по трубам, каналам или шлангам и распределяют по поверхности. Чтобы управлять водой точнее, участок иногда делят на отдельные чеки. Метод применим не для всех культур и чаще встречается там, где затопление технологически оправдано — например, при выращивании риса, а также для отдельных кормовых и зерновых культур.
- Плюсы поверхностного полива
- Простой по устройству способ: при базовой инфраструктуре его можно организовать без сложного оборудования и крупных стартовых затрат.
- Затопление используют как технологический приём для промывки засолённых почв.
- При правильно рассчитанном режиме влага уходит глубже и формирует запас в профиле почвы, поэтому интервалы между поливами можно увеличивать.
- Минусы поверхностного полива
- Нужен большой объём оросительной воды.
- Потери воды высокие: при затоплении они могут доходить до 50%.
- Требования к рельефу жёсткие: уклон участка обычно должен быть не более 2%.
- При поливе по бороздам возможны засоление почвы и неравномерность увлажнения: дальние зоны часто получают меньше воды.
- Высокая трудоёмкость: требуется больше ручных операций и контроля на месте.
Капельное орошение
Капельный полив часто считают самым гибким форматом орошения: его ставят и в теплицах, и на овощных полях, и в садах. Вода подаётся малыми дозами прямо в зону корней — через капельницы или ленты — и дальше расходится в почве вокруг увлажнителя по вертикали и по горизонтали. За счёт такой подачи капельное орошение применяют даже на участках со сложным рельефом и заметным уклоном.
По реализации есть два подхода: готовые решения с рассчитанной гидравликой и комплектующими или сборка системы на базе трубопроводов и капельных линий под конкретную культуру. В любом варианте критичны три вещи: шаг эмиттеров, рабочее давление и качество фильтрации, иначе сильно падает равномерность полива и растёт риск засоров.
По реализации есть два подхода: готовые решения с рассчитанной гидравликой и комплектующими или сборка системы на базе трубопроводов и капельных линий под конкретную культуру. В любом варианте критичны три вещи: шаг эмиттеров, рабочее давление и качество фильтрации, иначе сильно падает равномерность полива и растёт риск засоров.
- Плюсы капельного орошения
- Влага подаётся в корнеобитаемый слой, без лишнего намокания листьев, поэтому снижается риск “солнечных ожогов” после полива.
- Почва увлажняется стабильнее и ровнее при грамотно настроенном режиме.
- Подходит для разных типов почв и рельефа, включая участки со склоном.
- При точечной подаче уменьшается увлажнение междурядий, сорнякам сложнее разгоняться.
- Минусы капельного орошения
- Монтаж и комплектующие на больших площадях дают заметную стоимость.
- Эмиттеры и отверстия склонны к засорению примесями воды, частицами грунта и органикой, поэтому без фильтрации и обслуживания система быстро деградирует.
- Ленты и тонкие трубки уязвимы к повреждениям (в том числе грызунами и почвообитающими животными).
- Нужно контролировать равномерность по длине линий: при ошибках в проектировании или давлении крайние участки получают меньше воды.
Дождевальное орошение
Дождевание работает по принципу контролируемых осадков: вода распыляется форсунками и распределяется по площади в виде мелких капель. В отличие от полива струёй, правильно настроенная дождевальная система даёт ровное увлажнение без размыва верхнего слоя и без крупных луж. Режимы можно подстраивать под задачу — менять интенсивность, норму и время полива, чтобы не перегружать растения и не поливать в часы, когда риск ожогов выше.
По технике дождевальные решения обычно делят на несколько типов, но чаще всего на полях используют два варианта.
Стационарные широкозахватные установки (фронтальные и круговые). Это секции на опорах/тележках, соединённые трубопроводом, на котором стоят спринклеры или форсунки. Конструкции подбирают под конфигурацию поля, поэтому формат подходит для разных площадей и геометрии. На участках с уклоном такие установки тоже применяют, в ряде случаев допускается работа на склонах до 15°. При необходимости систему делают условно мобильной, перемещая по полю.
Барабанные дождевальные установки. Основа — барабан со шлангом, к которому крепится мобильная тележка со спринклером. Тележка проходит по участку, а барабан постепенно выбирает шланг обратно, за счёт чего полив накрывает большую площадь. Воду можно брать как из трубопровода, так и из естественных источников — при условии нормальной фильтрации и стабильного расхода.
По технике дождевальные решения обычно делят на несколько типов, но чаще всего на полях используют два варианта.
Стационарные широкозахватные установки (фронтальные и круговые). Это секции на опорах/тележках, соединённые трубопроводом, на котором стоят спринклеры или форсунки. Конструкции подбирают под конфигурацию поля, поэтому формат подходит для разных площадей и геометрии. На участках с уклоном такие установки тоже применяют, в ряде случаев допускается работа на склонах до 15°. При необходимости систему делают условно мобильной, перемещая по полю.
Барабанные дождевальные установки. Основа — барабан со шлангом, к которому крепится мобильная тележка со спринклером. Тележка проходит по участку, а барабан постепенно выбирает шланг обратно, за счёт чего полив накрывает большую площадь. Воду можно брать как из трубопровода, так и из естественных источников — при условии нормальной фильтрации и стабильного расхода.
- Плюсы дождевального орошения
- Увлажняется не только почва, но и приземный слой воздуха и надземная часть растений. Мелкодисперсное распыление снижает перегрев в зоне посевов, что особенно заметно в жарких регионах. При корректной настройке листовая поверхность очищается от пыли, и растения лучше работают по фотосинтезу.
- По эффективности расхода воды современные машины могут быть очень конкурентными: при нормальном проектировании и контроле потерь дождевание даёт экономичный полив на больших площадях.
- Подходит для участков со сложной геометрией и заметным уклоном, где поверхностные схемы вести трудно.
- Высокий уровень автоматизации: можно управлять нормой, скоростью, давлением, сектором/траекторией, временем работы и другими параметрами под конкретную культуру и фазу.
- Удобный способ вносить с поливной водой растворимые удобрения и биопрепараты, если техника и регламенты это предусматривают.
- Минусы дождевального орошения
- На равномерность распределения заметно влияет ветер: при порывах картинка полива смещается и появляются сухие зоны.
- Не всем культурам подходит повышенная влажность по листу и в приземном воздухе: для части растений возрастает риск болезней и стрессов.
- Самостоятельно собрать и настроить полевую дождевальную систему сложно: важны гидравлика, подбор форсунок, давление, карта ветров и режимы работы.
- Стартовые вложения в дождевальные машины и инфраструктуру на крупных площадях могут быть высокими.
Выбор системы полива лучше привязывать к исходным данным: источнику и качеству воды, рельефу и типу почв, требованиям культуры к режиму влаги. Поверхностные схемы работают там, где есть запас воды и подготовленная планировка. Капельный полив даёт точную подачу в корневую зону, но требует фильтрации и регулярного обслуживания линий. Дождевание закрывает большие площади и хорошо автоматизируется, при этом зависит от ветра и повышает влажность по листу. Внутрипочвенный полив снижает испарение и держит влагу в рабочем слое, однако обходится дороже и ограничивает механическую обработку.
Когда исходные условия зафиксированы, систему можно сравнить по понятным критериям: равномерность увлажнения, норма полива, капитальные затраты, эксплуатационные расходы и риски эксплуатации. Такой подход убирает случайность и даёт прогнозируемый результат по урожайности и расходу воды.
Когда исходные условия зафиксированы, систему можно сравнить по понятным критериям: равномерность увлажнения, норма полива, капитальные затраты, эксплуатационные расходы и риски эксплуатации. Такой подход убирает случайность и даёт прогнозируемый результат по урожайности и расходу воды.