Полив и орошение
Как эффективно использовать воду для орошения в сельском хозяйстве?
Основные рекомендации
1
Мировая проблема нехватки и загрязнения пресной воды
Воде была дана волшебная власть стать соком жизни на Земле. Но Воду мы начинаем ценить не раньше того, как высыхает колодец.
Леонардо Да Винчи
Есть три больших вызова, которые с каждым годом становятся, все актуальней для сектора ирригации (орошения):

  1. Как увеличить производство и качество культур на единицу потребляемой воды и энергии?
  2. Как уберечь один из самых ценных ресурсов планеты – пресную воду?
  3. Как сделать так, чтобы фермеров интересовала не только выручка с урожая, но наследие, которое они оставляют своим потомкам?
Исходя из любых соображений, духовных, потребительских, экономических – аграрии должны сделать все возможное, чтобы сберечь и приумножить пресноводные ресурсы планеты. Особенно, учитывая тот факт, что уже сегодня проблема нехватки и загрязнения пресной воды стоит на первом месте в аграрном секторе лидирующих стран. Этому способствуют испарение и смыв удобрений с полей, промышленные выбросы и стоки, попадание соленой воды в водоносные слои в прибрежных зонах (из-за откачивания грунтовых вод).
Применение загрязненной пресной воды или стоковых вод, приводит к ухудшению условий жизни, развитию заболеваний вплоть до смертельных исходов, а также исчезновению множества видов растений и водных обитателей
утверждает Википедия
Например, согласно исследованию aggeek.net, 85% фермеров Индии, Мексики, Китая, Ирана, Пакистана орошают пахотные земли стоковыми водами, что по их мнению якобы заменяют химические удобрения и возмещает недостаток пресной воды.
Но главная опасность здесь кроется в том, что вместе со сточными водами переносятся различные болезни и паразиты. Не раз фиксировались случаи, когда овощи, импортируемые из Мексики, в Канаду и США, приводили к массовым заболеваниям. Это был и зеленый лук с гепатитом A, и мускусные дыни с сальмонеллой и салат с циклоспориазом.
Следующая важная мировая проблема в том, что множество фермеров, активно используют азотные удобрения на основе аммиака.
Это очень болезненный процесс для экологии, ведь около 30% нитратов, которыми удобряют почву, попадают в грунтовые и прибрежные воды, а половина и вовсе улетучивается в атмосферу еще до того, как будет усвоена растениями. Исследования доказали, что в полевых условиях, культуры потребляют лишь 30-50% азота из удобрений, все остальное загрязняет воду, атмосферу и является одной из причин глобального потепления. Интересно, что проблема с азотом характерна фактически для любой страны с "развитым" сельским хозяйством. Например, в США 74% и Канаде 90% выбросов аммиака связаны с агробизнесом.
Если уже сейчас не предпринимать никаких мер, то к 2030 году без качественной очищенной питьевой воды остануться около 67% населения планеты (почти 5 млрд человек).
Так на сегодня, каждому землянину приходится около 750 м³ в год пресной воды, но к 2050 году будет уже 450 куб.м. 80% стран мира окажутся в зоне, которую ООН относит к категории ниже черты дефицита водных ресурсов. В Африке уже к 2020 году из-за глобального потепления в подобной ситуации будут от 75 до 250 млн людей. Нехватка воды в полупустынных и пустынных регионах приведет к интенсивной миграции населения.
Кроме экологических проблем, есть еще один печальный факт: даже в тех странах, где с водными ресурсами все в порядке, фермеры пренебрегают проектированием и модернизацией орошения, при этом крайне неэффективно используют воду, часто с большим перерасходом. Это приводит и к истощению водных ресурсов, и к существенным финансовым потерям со стороны фермера.
Тщательно планировать процесс и систему орошения – это одна из самых обязательных мер, которую фермер должен предпринять, чтобы сохранить природные и личные финансовые ресурсы.
Но это подразумевает нечто большее, чем просто сократить время полива. Ниже мы подробно рассмотрим важные факторы, которые нужно предусмотреть фермеру, чтобы его система полива была максимально экономичной и эффективной.
2
Рекомендации по эффективному использованию воды для орошения
Первое на что следует обратить внимание – это выбор оросительной техники или модернизация старой.
Как показывает опыт, для больших фермерских хозяйств самый оптимальный вариант – это широкозахватные дождевальные машины. Качественные современные образцы устроены таким образом, что позволяют очень точно контролировать подачу воды в почву. Такой контроль достигается благодаря разнообразию сплинкерных систем, если их подобрать правильно, то можно существенно снизить не только расход воды, а и энергетические ресурсы, а также значительно повысить урожайность. Это доказывает статья, американского ресурса agriculture.com, переведенная журналистами сайта propozitsiya.com


В статье описывается опыт техасского фермера Боба Гранер, который оборудовал свою полумильную широкозахватную дождевальную машину системой PMDI, что расшифровывается, как "Точное мобильное капельное орошение". Эта система подразумевает установку шлангов капельного орошения вместо распылителей на дождевальной машине. Принцип работы заключается в том, что за счет медленного движения опорных башен, шланги тянутся по полю и распределяют воду по всей длине участка, сверх точно и равномерно. При этом колеса опорных башен остаются сухими и не буксуют, а шланги не запутываются во время вращения оросительной машины, что бывает чревато неравномерностью полива поля.
После такого нововведения у Боба Гранера затраты на орошение снизились на 30%, а урожайность повысилась не менее, чем на 20%."Новая система была установлена на машине, которая поливала 108 гектар, разделенных поровну на 3 участка: под кукурузу, под пшеницу и под пар", – поясняет фермер и добавляет, что шланги были установлены с шагом в 1 метр. Впоследствии он стал делить орошаемый участок на 2 сектора – под кукурузу и под пшеницу.
Если раньше в среднем я собирал пшеницы 34-37,4 центнера с гектара, то с такой системой полива средняя урожайность превышает 46 центров на гектар. Средняя урожайность поздней кукурузы ранее составляла 111,3 центнера с гектара, но за последние 2 года урожайность выросла до 140 центнера с гектара.
хвастается фермер Боб Гранер
Более того фермер завершает полив на месяц раньше, так как запасы влаги в почве достигают нужного уровня, даже несмотря на то, что за год на его участке в среднем выпадает 140 мм осадков.
Из-за неравномерной и глинистой структуры почвы, когда я поливал через распылители, часть воды не успевала просочиться и либо испарялась, либо неравномерно распределялась по полю. А при поливе через систему PMDI вода сразу же просачивается в почву, не успевая стечь или испариться. У меня ресурс воды строго ограничен и регламентирован властями штата: на все поле я могу потреблять воды не больше, чем 1,9 м3/мин. Поэтому я должен очень экономно и эффективно использовать воду. В этом и помогла мне новая система, которая окупилась уже через 2 года.
поделился фермер Боб Гранер
Примечание: это не реклама системы PMDI, это просто один из реальных примеров, того как можно более эффективно и выгодно использовать воду. Возможно, далеко не всем фермерам подойдет метод Боба Гранера, и для кого-то полив с помощью дождевателей-разбрызгивателей окажется более целесообразный и эффективный. Главное не стоять на месте, искать более выгодные, экономичные и модернизированные решения.
Как правило, эффективность системы полива зависит от следующих факторов:

● Эффективность водоподводящей системы (Ес);
● Эффективность полива (Ea);
● Эффективность влагоудерживающей способности почвы (Es);
● Эффективность орошения (Ei);
● Эффективность равномерности полива (Сu);
● Эффективность использования воды культурами (CWUE);
● Эффективность использования оросительной воды (IWUE);
● Эффективность использования воды (WUEb – контрольный показатель).

Рассмотрим поочередно все эти факторы. Но стоит учесть, что информация предоставленная ниже дается в ознакомительных целях и все подобные расчеты лучше всего заказывать у опытных специалистов по орошению.
3
Основные факторы эффективности системы полива
Эффективность водоподводящей системы (Ес)

Дело в том, что вода для орошения обычно подается на поле из определенного водного источника по водопроводу, дренажным или искусственным земляным каналам. Так, для многих водоподводящих систем характерны трансмиссионные потери воды, из-за различных факторов: утечка из каналов, просачивание на стыках труб и т.д. Эффективность водоподводящей системы определяют, как соотношение количества оросительной воды, что поступает на поле из точки А (начального пункта), и количество извлекаемой воды из точки В (конечного пункта). Это выражено формулой:
Дело в том, что вода для орошения обычно подается на поле из определенного водного источника по водопроводу, дренажным или искусственным земляным каналам. Так, для многих водоподводящих систем характерны трансмиссионные потери воды, из-за различных факторов: утечка из каналов, просачивание на стыках труб и т.д. Эффективность водоподводящей системы определяют, как соотношение количества оросительной воды, что поступает на поле из точки А (начального пункта), и количество извлекаемой воды из точки В (конечного пункта). Это выражено формулой:
Ec = (Vf / Vt) * 100
Ec - эффективность водопроводящей системы (%);
Vf - объем ирригационной воды, что поступает на поле (акр-дюйм);
Vt - объем оросительной воды, что поступает из источника.

В идеале эффективность водопроводящей системы (Ec) должна достигать 100%, если же у вас показатели ниже 100%, значит где-то есть утечки, которые нужно устранить.
Прежде чем покупать широкозахватную дождевальную машину, будущему собственнику следуют разъяснить немало сопутствующих вопросов, но если он хотя бы частично будет ориентироваться в перечисленных ниже пунктах, то дистрибьюторам будет куда проще и быстрее подобрать ему максимально подходящий вариант.
- Подходит ли широкозахватное дождевальное оборудование для его объекта с учетом почвы, климата, выращиваемых культур и других особенностей.
- Сможет ли он обеспечить нужным количеством воды, топлива, электроэнергии это оборудование.
- Сможет ли он должным образом эксплуатировать и обслуживать дождевальное оборудование.
- Есть ли возможность нанять и обучить квалифицированный персонал, который будет отвечать за эксплуатацию оборудования.
- Какому производителю оборудования он отдает предпочтение: отечественному или импортному – две большие разницы, об этом читайте ниже.
- Успешные кейсы и компетенция представителей компании, у которой он собирается покупать дождевальное оборудование.
- Качество, долговечность, гарантии производителя на дождевальное оборудования и сопутствующие компоненты.
- Комплектация и разбрызгивающее оборудование, которое должно быть установлено на дождевальные машины.
- Какое будет использоваться сопутствующие оборудование для подачи воды к дождевальным машинам и к запуску электродвигателей дождевальных башен. Обычно, речь идет о дизельных мотопомпах и генераторах, здесь также очень важно быть хорошо усведомленным.
- Прибыль и срок окупаемости дождевального оборудования.
- Какие агрокомпании уже используют данное оборудование. Где можно перенять опыт и посмотреть их успешные кейсы.
Ниже мы более подробно рассмотрим, все вышеперечисленные пункты.
1
Размер, форма, рельеф поля и тип почвы
Первое, что нужно сделать перед покупкой ирригационной техники – провести тщательный, глубокий анализ сельскохозяйственной территории, для которой орошение будет предназначено. Первичный выбор того или иного типа дождевальной машины, а также комплектации к ней, зависит от формы рельефа, размера поля, а также типа почвы. Особенно важно хорошо понимать топографию поля. Если там есть холмы с крутыми склонами, то нужно знать минимальный и максимальный угол склона на этих холмах. Это нужно для того, чтобы понимать, каким образом будут перемещаться по полю дождевальные машины.
Широкозахватные дождевальные машины бывают следующих типов:
- круговые - с неподвижным центром, перемещаются по кругу;
- фронтальные - имеют обе подвижные части, перемещаются вперед назад, вдоль одного из краев поля;
- фронтально-поворотные - перемещаются по типу фронтальных, но также осуществляют поворотный маневр;
- ипподромные - перемещаются по типу фронтальных, но также осуществляют полукруговой маневр;
- канальные - перемещаются вперед-назад с возможность прямого забора воды из канала.
Есть еще барабанные дождеватели, которые не являются широкозахватными машинами, но также успешно применяются для дождевания на любом типе поля.

Несмотря на то, что круговые и фронтальные дождеватели являются наиболее распространенными системами орошения, они не очень хорошо подходят для полей нестандартной формы. Имеются в виду узкие длинные поля ипподромного типа, поля с препятствиями (деревья, усадьбы) или расположенные на холмах с крутым углом склона.
В таких случаях подходят дождевальные машины барабанного типа, которые оснащены спринклерами, что подобно пушке стреляет и распыляет поток воды на дальние дистанции, при этом легко транспортируются в любую точку поля. Это адаптируемая к различным высотам, скоростям перемещения, полям необычной формы система.
К тому же стоимость барабанных дождевальных установок дешевле, чем у фронтальных или круговых широкозахватных машин. Последние же лучше по функционалу, дальности и качеству полива. Основное преимущество фронтальных дождевателей в том, что они могут орошать прямоугольные поля длиной до 2 км и шириной до 1 км.
Если рельеф поля относительно ровный, на нем нет крутых холмов и препятствий, то фронтальные, фронтально-поворотные и круговые дождеватели – вполне приемлемый вариант.
Как правило, это очень умная, многофункциональная и автономная техника с возможность контроля в режиме онлайн и сверхточного программирования расхода воды. Но здесь очень важно хорошо понимать тип почвы, ведь у каждого типа есть своя норма забора воды. Например, на песчаной почве вода быстро уходит, на глинистой - задерживается. То есть зная свой тип почвы, вы сможете подобрать комплектацию и настроить дождевальное оборудование таким образом, чтобы норма подачи воды не превышала возможную норму забора почвы и не стекала с поля или не формировала лужи в пределах поля, так как это может привести к чрезмерному или недостаточному увлажнению растений.
Еще один интересный факт: фронтально-поворотные системы могут выдерживать уклоны до 15 градусов, они отлично приспособлены для полей с умеренным холмистым рельефом и хорошо подходят для более легких почв. Их можно использовать на тяжелых почвах с низким уровнем инфильтрации, но тогда ими нужно управлять более осторожно, так как в процессе движения от трения колес с землей могут образовываться глубокие колеи, и это может стать реальной проблемой рельефа на некоторых участках.
Вывод: проведите тщательный анализ топографии рельефа, формы поля и состава почвы, чтобы подобрать максимально подходящий вариант дождевальной машины.
2
Доступ к воде, стоимость подачи полива, прибыль
Еще один немаловажный фактор выбора дождевальной машины – это доступ к воде и стоимость полива в отношении к прибыли от прироста урожая.
То есть у вас должен быть легкодоступный источник воды рядом с полем, система подачи воды в оросительную технику, разрешение на орошение от местных властей, плюс очень грамотная логистика и точные расчетные соотношения вложил/получил, которые лучше всего доверить опытным профессионалам.

Расход воды, который зависит от требуемой производительности оросительной системы, – это скорость потока воды, необходимая для адекватного орошения участка, которая выражается в литрах в минуту на гектар.
Скорость потока зависит от:
- Пиковой потребности в воде во время вегетации;
- Максимально эффективной глубины корня;
- Текстуры и скорости проникновения воды в почву;
- Доступной влагоемкости почвы;
- Насосной мощности станции, которая перекачивает воду в дождеватель;
- Количества возможного забора воды с каждого конкретного водоема (если речь идет о скважине, колодце или водопроводной системе, то оно может быть ограничено).
Например, если вы устанавливаете центральную поворотную систему, охватывающую 50 гектар, то в идеале вам потребуется около 4000 литров воды в минуту. Наиболее распространенными орошаемыми почвами являются суглинистые почвы или супеси, для которых полносезонное орошение требует скорости потока около 80 литров в минуту на гектар. Можно использовать меньшую скорость потока, но потребуется более интенсивное управление водными ресурсами.
Также стоит учесть, что количество необходимой воды напрямую связано с климатом в регионе и типом культур, которые будут орошаться.
Нужно знать значение суммарного испарения в конкретном фермерском хозяйстве. Это позволит точно рассчитать расход с учетом количества воды, которое нужно подавать для полива в дождевальные машины в течение определенного периода времени. Если оборудование будет постоянно перемещаться из одного места в другое, здесь также нужно учитывать общее время, которое отнимает эта операция, чтобы в полной мере удовлетворять потребности культур в воде.
Так или иначе, стоимость литра воды в каждом конкретном случае будет разная, ведь здесь еще учитывается метод подачи воды к дождевальной станции.
Как правило, для этого используются дизельные или электроприводные помпы. Расходы на их эксплуатацию также разные в каждом индивидуальном случае и просчитываются по специальным формулам в соответствии с условиями работы и характеристиками конкретного оборудования.
Вывод: заранее позаботьтесь о том, чтобы полученная прибыль от урожая, как минимум покрывала затраты на ирригацию, но в идеале эти затраты должны составлять не больше, чем 5-10% прибыли.
3
Производитель, поставщик и качество дождевального оборудования
Выбирая дождевальное оборудование, вы столкнетесь с множеством производителей, как импортных, так и отечественных. Некоторые вам будут продавать напрямую, некоторые через дилеров и официальных поставщиков. Все они будут звучать очень убедительно и говорить, что именно их продукция самая лучшая и это единственный правильный выбор.
Здесь следует понимать, что широкозахватные дождевальные машины и сопутствующее оборудование – инвестиция не из дешевых, это комплекс устройств, что при грамотном выборе будут исправно работать на протяжении ближайших 15-30 лет и приносить прибыль.
Но при негативном раскладе – проблемы могут начаться уже с первых месяцев эксплуатации. Поэтому очень важно не спешить и запрашивать конкретные гарантии, доказательства качества, удачные кейсы, испытательный срок – все что даст вам максимум уверенности в эффективности, надежности и рентабельности оросительного оборудования.

Фермерам нужно быть особенно бдительными выбирая поставщика и производителя дождевального оборудования, нужно заранее оговаривать все возможные риски и гарантийные обязательства поставщика.
Еще одна закономерность заключается в том, что зарубежные производители дождевального оборудования гораздо лучше по качеству, долговечности и окупаемости, но проигрывают в цене отечественному производителю. Вторые предлагают более низкую цену в том числе и в обслуживании, но они значительно уступают по надежности и долговечности оборудования.
Ориентируясь на дешевизну и совершая выбор в пользу отечественных производителей вы экономите лишь на первых порах. Впоследствии такая дождевальная станция понесет за собой множество дополнительных расходов: ремонт, переплата за воду и топливо, замена деталей и пр. Покупая же импортное дождевальное оборудование, например, испанской фирмы Chamsa, вначале вы инвестируете больше, но в итоге существенно сэкономите: время, трудовые ресурсы, финансы, здоровье. Так вы позаботитесь о своем эмоциональном состоянии, вам не нужно будет испытывать стресс будучи в поисках новых деталей и решении различных неисправностей с дождевальным оборудованием, которые крайне чреваты потерями урожая, особенно в пик сезона.
Вывод: не гонитесь за дешевизной, вкладывайте в лучшее дождевальное оборудование, покупайте исключительно у поставщиков с хорошей репутацией, которые предоставляют комплексные услуги (от запуска до дальнейшего обслуживания) такая инвестиция себя окупит сполна!
4
Комплектация и дополнительные компоненты дождевального оборудования
Стандартная комплектация ирригационных систем, состоит из следующих компонентов: каркас центральной опоры/управляющей тележки, каркасы опорных башен, колеса, мотор редукторы, колесные редукторы, панель управления, ящики управления башен, пролеты и шарнирные соединения пролетов, набор разбрызгивателей (форсунок), система подачи воды (шланги), дождеватель (пушка) на конце машины, электрические кабели, электрический коллектор, дизельный генератор, манометр или датчик давления, система освещения и сигналов.
Как правило, вода в дождевальные машины поступает из открытого водоканала или через шланг от проложенных вдоль поля гидрантов трубопровода. Движение осуществляется за счет привода колес на башенных опорах от электродвигателей, что расположены на каждой опоре. Питание электродвигателей осуществляется от внешней сети или дизель-генератора. Контроль полива и движения дождевальных машин осуществляется с помощью панели управления, что расположена на одной из двигательных башен агрегата.
Все вышеперечисленное – стандартная комплектация, ее можно существенно усиливать и апгрейдить.
Например, если говорить о той же панели управления, то сейчас доступны очень высокотехнологичные, компьютеризированные образцы, которые позволяют оператору программировать скорость движения и изменять количество воды, подаваемой в любом месте поля. Они также могут управляться дистанционно с помощью смартфонов, компьютеров через сотовые модемы, спутниковую или радиосвязь.

Существует большое разнообразие разбрызгивающих устройств, которые могут быть установлены на дождевальной машине. С каждым годом создаются все более эффективные гидроизлучатели (спринклеры) с высоким КПД. На современных системах можно контролировать количество подаваемой воды, как на каждом отдельном спринклере, так и по всей длине центральной оси. Вы можете подобрать именно тот вариант, который будет идеально подходить для вашего случая.

К выбору дополнительных компонентов также следует подходить максимально скрупулезно, особенно к выбору дизельных или электронасосных станций, что подают воду к дождевальным машинам.
Тоже самое можно сказать о дизельных генераторах, которые запускают электродвигатель и способствуют передвижению дождевальных машин. Наилучший вариант – это когда все сопутствующее оборудование относится к одному и тому же производителю, или комплектуются на одном заводе. То есть на выходе должен быть оросительный комплекс с полным циклом заводской сборки и обслуживанием от одного производителя.
Вывод: вы можете подобрать комплектацию и дополнительные компоненты для дождевальных машин с хирургической точностью. Доверьте это дело опытным поставщикам с успешными кейсами.
5
Сервис, ремонт, эксплуатация дождевального оборудования
Выбирая широкозахватную дождевальную машину очень важно иметь дело с производителями или дилерами, которые помимо продажи оказывают услуги запуска, консультируют персонал по последующей эксплуатации, а также решают любые вопросы, связанные с апгрейдом и ремонтом дождевальных машин.
В работе такой команды крайне важна высокая квалификация, быстрая доступность, мобильность и скорость реагирования, особенно в летнее время, когда от полива зависит количество урожая, и, соответственно, годовая выручка организации.
Команда NRG GROUP помогает подобрать системы полива для средних и крупных сельскохозяйственных территорий под любые нужды и бюджет. А также оказывает полный цикл услуг в данном направлении: запуск, эксплуатация, ремонт, помощь персоналу в любых вопросах. Мы являемся официальным представителем итальянского бренда Visa S.p.A и испанской фирмы Chamsa. Это дождевальное оборудование премиум сегмента, с 30-ти летним ресурсом эксплуатации, 100% итальянской конвейерной сборки, 100% отсутствием брака, 100% гарантией лучшего европейского качества.
Для бесплатной консультации с экспертами NRG GROUP звоните - 044 225 25 20 или оставляйте заявку на сайте, мы с вами свяжемся в ближайшее время.
Читайте также:
© 2014 All Rights Reserves
Facebook | land@scape.eu
Made on
Tilda