Jump to content

Капельная орошение

Страница полузащита
(Перенаправлено от капельного орошения )
Израильский нефайм , капельная орошение

Капельное орошение или ирригация -это тип системы микроарригации , которая может спасти воду и питательные вещества, позволяя воде медленно капать к корням растений, либо сверху поверхности почвы, либо похороненной под поверхностью. Цель состоит в том, чтобы поместить воду прямо в корневую зону и минимизировать испарение. Системы капельной ирригации распространяют воду через сеть клапанов , труб, труб и излучателей. В зависимости от того, насколько хорошо спроектированы, установлены, поддерживаются и работают, система капельной ирригации может быть более эффективной, чем другие типы ирригационных систем, таких как поверхностное орошение или орошение спринклера.

Современное капельное орошение было изобретено израильскими учеными в 1960 -х годах. [ 1 ] По состоянию на 2023 год 85% мирового орошения, однако, все еще делается традиционными методами. [ 1 ] [ 2 ]

История

Древний Китай

Примитивное капельное орошение использовалось с древних времен. Фан Шенгжи Шу , написанный в Китае в течение первого века до нашей эры , описывает использование похороненных, неглазурованных глиняных горшков, заполненных водой, иногда называемыми Оллас , как средство орошения. [ 3 ] [ 4 ]

Современное развитие

Подземная труба

Современное капельное орошение начало его развитие в Германии в 1860 году, когда исследователи начали экспериментировать с подземным орошение с использованием глиняной трубы для создания комбинированных ирригационных и дренажных систем. [ 5 ]

Перфорированная труба

Позднее исследование было расширено в 1920 -х годах, чтобы включить применение перфорированных трубных систем. [ 6 ]

Пластик

Использование пластика для удержания и распределения воды в капельном орошении было позже разработано в Австралии Ханнисом Тиллом. [ 6 ]

Пластиковый излучатель, струйный орошение

Использование пластикового излучателя в капельном орошении было разработано в Израиле Симкой Бласс и его сыном Иешайаху. [ 7 ] Вместо того, чтобы выпускать воду через крошечные отверстия, легко блокируемые крошечными частицами, вода была высвобождена через более крупные и более длинные проходы, используя трение для замедления воды внутри пластикового излучателя. Первая экспериментальная система такого типа была создана в 1959 году Бласом, который в партнерстве (1964) с Киббуцем Хатцеримом создал ирригационную компанию под названием Netafim . Вместе они разработали и запатентовали первое практическое излучение ирригации по поверхности. [ 5 ] [ 6 ] Современное капельное орошение было изобретено в Израиле в 1960 -х годах, такое орошение также повысило эффективность использования удобрений, а также воды. [ 1 ] Внедрение этой технологии было революционным в соответствии с The Times of Israel и могло сэкономить 70% использования воды в росте риса. [ 2 ]

Голдберг и Шмуэли (1970) [ 8 ] разработал значительное улучшение: «В пустыне Аравы на юге Израиля [Шмуэли] продемонстрировала, что система переворачивания, установленная на поверхности почвы, работала исключительно хорошо при производстве овощных культур, даже с физиологическим раствором (Elfving, 1989). Система. . был ответственен за озеленение бывшей непродуктивной среды ». [ 9 ]

Замена подповерхностной системы на поверхностную систему решила недостаток забивания подповерхностной системы. Их улучшение преобладало: «Капельное орошение в настоящее время является наиболее эффективным средством применения воды к сельскому хозяйству (Pathak et al. 2009; Goyal 2012) ... Существует два вариации технологии: поверхность и подземные. Наиболее распространенным является поверхностное капельное орошение , впервые разработанный в Израиле (Голдберг и Шмуэли, 1970) ... Из -за необходимости повышения эффективности орошения в качестве меры для устойчивого использования водных ресурсов существует широкий интерес к капельному орошению (Scanlon et al. 2012; Steward et al. . 2013; [ 10 ]

Netafim разработал технологию для конкретного водоснабжения. Радиные поля, которые производят 10% глобальных выбросов метана, эквивалентно 400 миллионов автомобилей. Эта технология была впервые представлена ​​в Италии, Турции и Индии. [ 2 ] Agritech Firm N-D-Drip разработала интеллектуальную капельную ирригацию для рисовых полей. В статье TOI сообщалось, что система N-Drip привела к увеличению доходности до 33%, снижению удобрений на 50%, падение парниковых газов, таких как углерод и метана с 50% до 85%, а также экономия воды 50 % [ 11 ]

Капельная лента

В Соединенных Штатах первая капельная лента , называемая Dew Hose , была разработана Ричардом Чапином из Watermatics Chapin в начале 1960 -х годов. [ 12 ] [ 13 ] Эволюция капельной ленты, которая заработала капельную ленту, принятую и использовавшуюся в большем масштабе, была введение T-Tape в 1987 году ирригацией Plastro , которая имела первый выпускной выпускной и ламинарный проточный дорожку, которая впоследствии превратилась в турбулентный поток, регулирующий трассу, проточный трасса Полем Chapin Watermatics была приобретена джайнским орошением в 2006 году и размещена в соответствии с ее дочерней компанией США Jain Irrigation Inc, США. [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]

Впервые представленные в Калифорнии в конце 1960 -х годов, только 5% орошаемых земель использовали эту систему к 1988 году. К 2010 году 40% орошаемых земель в Калифорнии использовали эту систему. [ 17 ]

Стопка кольца

Кольцо из стечения - это круговое устройство, которое равномерно распределяет воду вокруг основания дерева или кустарника. Подключенные к водоснабжению садовым шлангом или адаптером трубки, кольца струи могут быть интегрированы в ирригационную сеть, которая одновременно ворует многие растения. Регулируя поток воды через кольцо, почва может быть насыщена со скоростью, которая сохраняет воду, сводя к минимуму расточительное поверхностное сток и потери из -за испарения. [ Цитация необходима ]

Значение

Современное капельное орошение, возможно, стало самым ценным в мире инновациями в сельском хозяйстве с момента изобретения в 1930 -х годах от Sprinkler Impact , который предложил первую практическую альтернативу поверхностному ирригации.

Текущие события

Требуемое изучение всех соответствующих факторов, таких как топография земли, почва, вода, культура и агро-климатические условия, необходимо для определения наиболее подходящей системы капельной ирригации и компонентов, которые будут использоваться в определенной установке.

Микро-распылительные головы

Капельное орошение также может использовать устройства, называемые головками микрооплаты, которые распыляют воду на небольшой площади, вместо того, чтобы капать излучатели. Они обычно используются на деревьях и виноградных культурах с более широкими корневыми зонами.

Подземное капельное орошение

Подземная капельная ирригация (SDI) использует постоянно или временно погребенный капельница или капельную ленту, расположенную у корней завода или ниже. Он становится популярным для ирригации сельскохозяйственных культур, особенно в районах, где водоснабжение ограничено или переработанная вода используется для орошения.

Глобальный охват и лидеры рынка

По состоянию на 2012 год Китай и Индия были самыми быстро расширяющимися странами в области капельного или других микрооригаций, в то время как во всем мире более десяти миллионов гектаров использовали эти технологии. [ 18 ] Тем не менее, это составило менее 4 процентов от орошаемых земель мира. [ 18 ] В том же году Израильский Netafim был лидером мирового рынка (позиция, которую она занимала в 2018 году. [ 19 ] ), с индийской джайнской ирригацией, является второй по величине компанией по микро-ирригации. [ 18 ] В 2017 году Ривулис купил EurodRip и стал вторым по величине производителем ирригационных систем в мире. [ 20 ]

Компоненты и операция

Макет системы капельной ирригации и ее части
Duration: 47 seconds.
Распределение воды при подземном капельном орошении
Питомные цветы, поливаемые капельницей в Израиле
Садоводство капельное излучение в горшке

Компоненты, используемые в капельном орошении (перечисленные по порядку из источника воды), включают в себя:

  • Насос или источник воды под давлением
  • Системы водного фильтра (ы) или фильтрационные системы: сепаратор песка, системы фертигации ( инжектор Вентури ) и химическое оборудование (необязательно)
  • Контроллер обратной промывки ( устройство профилактики обратного потока )
  • Клапан управления давлением ( регулятор давления )
  • Линии распределения (основная труба большего диаметра, может быть, вторичная меньшая, трубные фитинги)
  • Ручные, электронные или гидравлические управляющие клапаны и предохранительные клапаны
  • Полиэтиленовая трубка меньшего диаметра (часто называемая «боковыми»)
  • Поли фитингов и аксессуаров (для составления соединений)
  • Излучающие устройства на заводах (эмиттер или капля, головка микро -распыления, встроенный каплей или встроенная капельная трубка)

В капельных ирригационных системах насос и клапаны могут быть вручную или автоматически управлять контроллером .

Большинство крупных капельных ирригационных систем используют некоторый тип фильтра, чтобы предотвратить засорение пута потока малого излучателя небольшими частицами, переношенными водой. Новые технологии сейчас [ когда? ] Предлагается, что минимизирует засорение. Некоторые жилые системы устанавливаются без дополнительных фильтров, так как питьевая вода уже фильтруется на водоочистной установке. Практически все производители капельного ирригационного оборудования рекомендуют использовать фильтры и, как правило, не будут выполнять гарантии, если это не сделано. Последние линии фильтры непосредственно перед конечной трубкой доставки настоятельно рекомендуются в дополнение к любой другой системе фильтрации из -за мелкого расселения частиц и случайной вставки частиц в промежуточных линиях.

Капельная и подповерхностная капельная орошение используется почти исключительно при использовании переработанных муниципальных сточных вод. Правила, как правило, не позволяют опрыскивать воду через воздух, который не был полностью обработан в соответствии со стандартами питьевой воды.

Из-за того, как вода применяется в системе капель, традиционные поверхностные применения удобрений с временным выпуском иногда неэффективны, поэтому капельные системы часто смешивают жидкие удобрения с ирригационной водой. Это называется фертигацией ; Увольнение и химирование (применение пестицидов и других химических веществ для периодической очистки системы, таких как хлор или серная кислота ), используют химические форсунки, такие как насосы диафрагмы , поршневые насосы или аспираторы . Химические вещества могут постоянно добавлять, когда система орошает или с интервалами. Сэкономить удобрения до 95% сообщается из недавних полевых испытаний университета с использованием фертигации капель и медленной доставки по сравнению с временным высвобождением и ирригацией с помощью головок микро-распыления.

Правильно спроектированная, установленная и управляемая капельная орошение может помочь достичь сохранения воды за счет снижения испарения и глубокого дренажа по сравнению с другими типами орошения, такими как наводнения или накладные разбрызгиватели, поскольку вода может быть более точно применена к корням растений. Кроме того, DRIP может устранить многие заболевания, которые распространяются через контакт с водой с листвой. Наконец, в регионах, где водоснабжения сильно ограничены, не может быть фактической экономии воды, а просто увеличение производства при использовании того же количества воды, что и раньше. В очень засушливых регионах или на песчаных почвах предпочтительным методом является применение ирригационной воды как можно медленно.

Импульсное орошение иногда используется для уменьшения количества воды, доставляемой на растение в любое время, что снижает сток или глубокую перколяцию. Импульсные системы, как правило, дороги и требуют обширного технического обслуживания. Таким образом, последние усилия производителей излучателей сосредоточены на разработке новых технологий, которые обеспечивают ирригационную воду с ультра-низкими показателями потока, то есть менее 1,0 л (2,1 американские пинты; 1,8 имперские пинты) в час. Медленная доставка еще больше повышает эффективность использования воды, не затрагивая расходы и сложность импульсного оборудования для доставки.

Излучающая труба-это тип капельной ирригационной трубки с излучателями, предварительно установленными на заводе с удельным расстоянием и потоком в час в соответствии с расстоянием урожая.

Излучатель ограничивает проход потока воды через него, создавая тем самым потерю головы (до степени атмосферного давления) для излучения воды в форме капель. Эта потеря головы достигается трением/турбулентностью в эмиттере.

Преимущества и недостатки

Капельное орошение и запасные капельные ирригационные трубки на банановой ферме в Чинавала , Индия
Ирригация горшка от онлайн-капель
Интегральная капля компенсировала давление на салосной среде без выращивания каналов

Преимущества капельного орошения:

  • Потеря удобрений и питательных веществ сведены к минимуму из -за локализованного применения и уменьшения выщелачивания.
  • Эффективность применения воды высока, если она правильно управляется.
  • Полевое выравнивание не требуется.
  • Поля с нерегулярными формами легко приспосабливаются.
  • Утилизация неразливаемой воды может быть безопасно использована.
  • Влажность в корневой зоне можно поддерживать при полевой емкости.
  • Тип почвы играет менее важную роль в частоте орошения.
  • Эрозия почвы уменьшается.
  • Рост сорняков уменьшается.
  • Распределение воды очень однородное, контролируемое выходом каждого сопла.
  • Стоимость рабочей силы меньше, чем другие методы орошения.
  • Различия в поставке могут регулироваться путем регулирования клапанов и капель.
  • Фертигация может быть легко включена в минимальную отходу удобрений.
  • Листва остается сухой, снижая риск заболевания.
  • Обычно эксплуатируется при более низком давлении, чем другие типы орошения под давлением, снижение затрат на энергию.

Недостатки капельного орошения:

  • Первоначальная стоимость может быть более чем накладными системами. Текущие капитальные затраты, связанные с заменой и поддержанием труб, могут превышать экономию воды, если система неправильно спроектирована и настроена. Капельное орошение также может быть более трудоемким, особенно если существует обширная севооборотная селекция, требующая сезонной замены капельной трубки для размещения различных расщеплений строк.
  • Солнце может повлиять на трубки, используемые для капельного орошения, сокращая их срок службы. (См. Разложение полимера );
  • Риск разложения пластика, влияющего на содержание почвы и пищевые культуры. При многих типах пластика, когда солнце разлагает пластик, заставляя его стать хрупким, эстрогенные химические вещества (то есть химические вещества, реплицирующие женские гормоны), что приведет к тому, что пластик сохраняет гибкость, были выпущены в окружающую среду. [ 21 ]
  • Если вода не отфильтрована должным образом, а оборудование не поддерживается должным образом, это может привести к засолу или биологическому делу .
  • Для подповерхностного капли ирригатора не может увидеть применяемую воду. Это может привести к тому, что фермер либо применяет слишком много воды (низкая эффективность), либо недостаточное количество воды, это особенно распространено для тех, у кого меньше опыта с капельницей.
  • Капельное орошение может быть неудовлетворительным, если гербициды или топ -одетые удобрения нуждаются в ирригации спринклера для активации.
  • Капельная лента вызывает дополнительные затраты на очистку после сбора урожая. Пользователи должны планировать обмотку, утилизацию, утилизацию, утилизацию или повторное использование капельной ленты.
  • Трата воды, время и урожай, если не установлен должным образом. Эти системы требуют тщательного изучения всех соответствующих факторов, таких как топография земли, почва, вода, культура и агро-климатические условия, а также пригодность системы капельной ирригации и ее компонентов.
  • В более легких почвах подповерхностная капель может быть неспособна намочить поверхность почвы для прорастания. Требуется тщательное рассмотрение глубины установки.
  • Большинство капельных систем предназначены для высокой эффективности, что означает незначительную или не долю выщелачивания. Без достаточного количества выщелачивания соли, нанесенные с ирригационной водой, могут накапливаться в корневой зоне, обычно на краю схемы смачивания. С другой стороны, капельное орошение позволяет избежать высокого капиллярного потенциала традиционного ирригации, наложенного на поверхность, что может привлечь отложения соли из отложений ниже.
  • Трубы из ПВХ часто страдают от повреждения грызунов, требующих замены всей трубки и увеличения расходов.
  • Системы капельной ирригации не могут быть использованы для контроля ущерба от ночных заморозков (например, в случае спринклерных ирригационных систем)

Капельная лента

Каплят ирригация T-Tape

Капельная лента-это тип тонкостенной капельницы, используемой в капельном орошении. Первая капельная лента была известна как «шланг росы». [ 22 ]

лента Капельница изготовлена ​​из полиэтилена и продается на барабанах. Толщина стенки обычно колеблется от 0,1 до 0,6 мм (от 4 до 25 мил ). Более толстые стенки ленты обычно используются для постоянного подземного капельного орошения и более тонких стенков для систем временных типов, а в высоких ценных культурах.

Вода выходит из ленты через излучатели или капельные. Типичное расстояние между эмиттерами варьируется от 150 до 610 мм (от 6 до 24 дюймов). В некоторых продуктах излучатели производятся одновременно с помощью ленты и фактически образуются как часть самого продукта. В других излучатели производятся отдельно и устанавливаются во время производства.

Некоторый продукт-это не лента, а тонкостенная Dripperline, но на популярном языке оба типа продуктов называются лентами. Типичные диаметры ленты 16 mm (58 in), 22 mm (78 in), and 35 мм ( 1 + 3 ~ 8 дюймов), с большими диаметрами, чаще используемыми на постоянных установках с более длинными прогонами.

Drip Tape - это утилизируемый материал и может быть переработана в жизнеспособные пластиковые смолы для повторного использования в производственной промышленности пластмасс.

Использование

Орошение капельницы

Капельное орошение используется на фермах, коммерческих теплицах и жилых садах. Капельное орошение широко используется в районах острой нехватки воды и особенно для культур и деревьев, таких как кокосовые орехи , контейнерные ландшафтные деревья, виноград, бананы, бер , баклажаны , цитрусовые , клубника , сахарный тростник , хлопок, кукуруза и помидоры.

Капельные ирригационные наборы для домашних садов все чаще популярны для домовладельцев и состоят из таймера , шланга и эмиттера. Шланги диаметром 4 мм (0,16 дюйма) используются для орошения цветочных горшков.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Jump up to: а беременный в Дегани, Корин (14 августа 2023 г.). «Как Израиль достиг одной из самых безопасных водных экономик, капельна капельницей» . Хаарец . Получено 17 июня 2024 года .
  2. ^ Jump up to: а беременный в Surkes, Сью (10 мая 2021 г.). «Израильские пионеры капельного орошения стремятся покончить с затопленными рисовыми полями» .
  3. ^ S: ZH: Книга Pan Wins находится в центральном отделе с тремя ведрами плиток, делая рот и горизонт. В воде он полон.
  4. ^ Бейнбридж, Дэвид А (июнь 2001 г.). «Похороненные глинистые орошения: малоизвестный, но очень эффективный традиционный метод орошения». Сельскохозяйственное управление водными ресурсами . 48 (2): 79–88. BibCode : 2001Agwm ... 48 ... 79b . doi : 10.1016/s0378-3774 (00) 00119-0 .
  5. ^ Jump up to: а беременный Р. Гоял, Мег (2012). Управление капельницей/струйкой или микро орошением . Оквилл, Калифорния: Apple Academic Press. п. 104. ISBN  978-1-926895-12-3 .
  6. ^ Jump up to: а беременный в «История системы капельной ирригации и то, что доступно сейчас» . www.irrigation.learnabout.info .
  7. ^ «История капельного орошения» .
  8. ^ , M (1970) «Капельная ирригация-метод, используемый в засушливых и пустынных условиях высокой воды и солености почвы . Goldberg D, Shmueli »
  9. ^ Janick J, Goldman IL, (2003) «Садоводство, садоводческая наука и 100-летняя пепла» hortscience https://journals.ashs.org/downloadpdf/journals/hortsci/38/5/article-p883.pdf
  10. ^ Oker, Tobias E.; Кисекка, Исая; Шешуков, Алекси Y.; Агилар, Джонатан; Роджерс, Дэнни (1 января 2020 года). «Оценка динамической однородности и эффективности применения мобильного капельного орошения» . Ирригационная наука . 38 (1): 17–35. Bibcode : 202020irrsc..38 ... 17o . doi : 10.1007/s00271-019-00648-0 . ISSN   1432-1319 . S2CID   253819897 .
  11. ^ Wrobel, Шарон (21 июня 2023 года). «Agritech Firm N-Drip собирает 44 миллиона долларов в раунде финансирования под руководством Лихтенштейна» . Времена Израиля .
  12. ^ US 4807668 , Робертс, Джеймс С., «Капельная ирригационная лента», опубликованная 1989-02-28  
  13. ^ США 4047995 , Лил-Диаз, Хайме, «Шланги для орошения путем капания и тому подобного и процесса производства того же», опубликовано 1977-09-13  
  14. ^ «Джайнский орошение» . www.jainsusa.com . Получено 19 декабря 2017 года .
  15. ^ «Джайнский орошение покупает Чапин за 6 млн. Долл. США» . Бизнес -стандарт Индия . Пресс доверие Индии. 3 мая 2006 г. Получено 30 сентября 2017 года .
  16. ^ «New Ag International - Jain Irrigation объявляет о приобретении Chapin Watermatics Inc» . www.newaginternational.com . Архивировано с оригинала 30 сентября 2017 года . Получено 30 сентября 2017 года .
  17. ^ Зильберман, Тейлор; Дэвид, Ребекка (26 июля 2015 г.). «Распространение инноваций процесса: случай капельного орошения в Калифорнии» (PDF) .
  18. ^ Jump up to: а беременный в Расширение капельного орошения по всему миру , National Geographic, 25 июня 2012 года, доступ к 1 августа 2019 года
  19. ^ Tova Cohen, израильская ирригационная фирма Netafim, к 2020 году выходит на 50 PCT , Reuters.com, 21 марта 2018 года, доступ к 1 августа 2019 г.
  20. ^ Ривулис ирригация покупает греческий Co Eurodrip , Globes, 11 января 2017 г.
  21. ^ Ян, Чун З.; Янигер, Стюарт I.; Джордан, В. Крейг; Кляйн, Даниэль Дж.; Биттнер, Джордж Д. (1 июля 2011 г.). «Большинство пластиковых продуктов высвобождают эстрогенные химические вещества: потенциальная проблема здоровья, которая может быть решена» . Перспективы здоровья окружающей среды . 119 (7): 989–996. doi : 10.1289/ehp.1003220 . PMC   3222987 . PMID   21367689 .
  22. ^ «Торговая марка росы-регистрационный номер 0847046-Серийный номер 72249303 :: Джастийские торговые знаки» . Торговые знаки.justia.com . Получено 12 июня 2016 года .

Дальнейшее чтение

  • Ирригация , 5 -е издание, Мухаммед Ирфан Хан Юсафзай, Клод Х. Пая, редактор, опубликованная Ассоциацией ирригации, 1983
  • Столовое орошение для производства урожая , FS Nakayama и Da Bucks, редакторы, опубликованные Elsevier, 1986, ISBN   978-0-444-42615-4
  • С. Бласс, Вода в раздорах и действиях (иврит), опубликованная Massada Limited, Израиль, 1973
  • Руководство по техническому обслуживанию, опубликованное Jain Irrage Systems, 1989
  • Дизайн и управление микросхемой и микро орошения для деревьев, виноградных лоз и полевых культур , 5 -е издание, Чарльз М. Берт и Стюарт В. Стайлс, опубликованная Центром обучения и исследовательских наук (ITRC), Cal Poly, San Luis Obispo, CA (ITRC). 93407–0721. www.itrc.org., 2016
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: bd32d68ea69597f940f4f3917503dd02__1726189680
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/bd/02/bd32d68ea69597f940f4f3917503dd02.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Drip irrigation - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)