Что такое мобильное капельное орошение?
Технологии мобильного капельного орошения (MDI) или прецизионного мобильного капельного орошения (PMDI) для поворотных и боковых/линейных спринклеров существуют на рынке уже более 15 лет и исследуются более 40 лет (Rawlins, 1974). В последние годы возобновился интерес, и дополнительные продукты MDI становятся более доступными. Основная концепция MDI заключается в прикреплении капельной ленты или линий к мобильным ирригационным системам, таким как поворотная или боковая.
Капельную ленту обычно размещают на близком расстоянии, примерно в 20-40 дюймах друг от друга, с капельницами производительностью 1 или 2 галлона в час, расположенными примерно через каждые 6 дюймов. При прикреплении к центральным шарнирам длина капельной ленты увеличивается по мере удаления от точки поворота, чтобы обеспечить равномерное распределение воды. В результате получается капельная лента длиной от 5 до 100 футов. Мобильные системы капельного орошения можно прикрепить к существующим опорам и использовать как для культур с низким профилем (например, люцерна или мелкое зерно), так и для культур с высоким профилем, таких как кукуруза.
Почему я могу об этом подумать?
Производство сельскохозяйственных культур и урожайность зависят от достаточного количества воды. В Юте большую часть этой воды обеспечивает орошение. Внесенная поливная вода используется за счет транспирации сельскохозяйственных культур, теряется в оросительной системе (ветровой занос и т.п.), испаряется из почвы и листвы или становится недоступной для сельскохозяйственных культур из-за глубокого просачивания и стока. Новые технологии, такие как MDI, могут повысить эффективность орошения, тем самым увеличивая доступность воды для сельскохозяйственных культур и сохраняя воду за счет сокращения потерь. Данные о новых системах MDI по-прежнему ограничены, но результаты испытаний в Канзасе (Kisekka et al., 2017; Schmidt, 2016) и Техасе (O'Shaughnessy et al., 2017) показали, что MDI может поддерживать урожайность кукурузы и улучшать полив. эффективность использования.
Это достигается за счет уменьшения испарения с почвы и полога сельскохозяйственных культур, потерь от ветрового сноса и обеспечения равномерного орошения для уменьшения глубокого просачивания и стресса у растений. Если вы рассматриваете возможность применения MDI на своей ферме, важно тщательно изучить его потенциальные преимущества. и недостатки. Потенциальные преимущества и недостатки MDI по сравнению с другими системами кругового орошения включены в Таблицу 1. Акцент делается на «потенциале», поскольку данные все еще собираются в Юте и других частях страны для подтверждения преимуществ и недостатков. Этот список не является исчерпывающим и может варьироваться в зависимости от местных условий и климата. Производителям рекомендуется проконсультироваться с поставщиками ирригационного оборудования, консультантами и другими опытными пользователями.
Как MDI адаптируется к существующим точкам поворота или отводам?
Мобильные системы капельного орошения можно адаптировать практически к любой существующей системе кругового или бокового орошения. Предпочтительна установка опытным профессионалом, но производители успешно установили свои собственные системы. Конфигурации будут различаться в зависимости от приложения и продукта. Таким образом, следующие процедуры не применимы ко всем системам, но представляют собой общую схему установки. Установка состоит из прикрепления проволочной кабельной системы для поддержки коллекторов, шлангов и капельной ленты (рис. 2). Существующие сопла удаляются, а имеющиеся капли подключаются к трубке, установленной горизонтально вдоль опорного троса.
Через каждые 20–40 дюймов вдоль горизонтальной трубы (в зависимости от культуры и типа почвы) используются трехходовые муфты для прикрепления гибких шлангов (приблизительно 10 футов), которые опираются на поверхность почвы. К этим гибким шлангам прикреплена капельная лента. Длина капельной ленты варьируется в зависимости от оси, чтобы обеспечить желаемую норму внесения. Похожая конструкция используется в высокомагистральных системах MDI для выращивания более высоких культур, таких как кукуруза. Разница в том, что опорный трос располагается на высоте около 10 футов над землей вместо 5 футов в системах с низкой линией. Еще одним важным отличием является то, что для удлинения капель используются трубы из ПВХ или другой жесткий материал, а для поддержки каждой капли, проходящей через полог урожая, требуются дополнительные проволочные опоры.
Таблица 1 Потенциальные преимущества и недостатки мобильного капельного орошения.
| Возможные преимущества | Возможные недостатки |
|---|---|
| Может быть установлен на существующее ирригационное оборудование, что снижает затраты по сравнению с системами подземного капельного орошения. | Повышенная стоимость оборудования по сравнению с другими комплектами поворотных спринклеров. |
| Улучшенная инфильтрация почвы на наклонных полях или плотных почвах. | Увеличение трудозатрат, связанных с установкой и обслуживанием оборудования. |
| Повышенная однородность и эффективность орошения. | Увеличение фильтрационного оборудования и трудозатрат. |
| Снижение испарения почвы и растительного покрова, а также потерь от ветрового сноса. | Повреждение капельной ленты грызунами и пасущимися животными |
| Снижение заболеваний и других вредителей за счет более сухого полога. | Невозможность физически отмыть паутинного клеща с растений кукурузы. |
| Сниженная скорость потока, позволяющая использовать насосы меньшей производительности. | Ограничения на проращивание и варианты химигации |
| Сухие следы колес | Управление капельной лентой, которая выходит за пределы шарнира |
Как должно измениться управление растениеводством?
Проращивание или обильные поливы – Для прорастания сельскохозяйственных культур иногда необходимы поливы с полным покрытием почвы. Эти типы орошения не очень подходят для MDI. Для этого могут быть включены пакеты для проращивания. Существует несколько вариантов, но самый простой — сохранить существующие сопла в дополнение к MDI. Можно установить простые коллекторы с ручными клапанами, чтобы ирригаторы могли легко переключаться между опрыскиванием сверху и MDI. Для этого применения утяжелители сопла обычно снимаются, и пакеты сопел должны быть соответствующим образом спроектированы и установлены для этого конкретного применения.
Насаждение – Чтобы MDI был наиболее эффективным, рекомендуется сажать пропашные культуры, такие как кукуруза, либо по кругу для центральных кругов, либо перпендикулярно направлению боковых. Это гарантирует, что капельная лента: 1) не будет тянуться сквозь растущую культуру, что может увеличить сопротивление на оси или в поперечном направлении, 2) не приведет к повреждению растений, или 3) не оторвется от земли и не поднимется вверх по кроне культуры, что препятствует некоторым целей МДИ. Также рекомендуется точная или тщательная посадка, чтобы обеспечить равномерное расстояние между рядами. Для непропашных культур направление посадки обычно не имеет значения.
Фертигация и химигация – Внекорневая подкормка микроэлементами и другими химическими веществами, требующими контакта с листьями растений (например, некоторыми пестицидами), не будет эффективна при использовании ДИ. Если необходимо применить эти химикаты, установите и используйте пакет для проращивания (сохраняя существующие форсунки, которые можно включать вручную) для нанесения химикатов на растительный материал. Некоторая химигация может происходить через капельные линии, но данные об эффективности различных химикатов все еще скудны.
Полевые операции - Большинство полевых операций, таких как обработка почвы и сбор урожая, возможно, придется модифицировать, чтобы избежать удара или повреждения капельной ленты, которая может простираться на расстояние до 100 футов от центра шарнира или боковых ферм. Чтобы избежать этой проблемы, некоторые производители обнаружили, что капельную ленту можно свернуть, несколько раз перемещая ирригационную систему вперед и назад. Однако этот подход не всегда успешен и может привести к запутыванию и перекручиванию линий, которые придется раскручивать вручную.
Шаги, которые следует предпринять при рассмотрении MDI
Серьезное рассмотрение MDI должно включать несколько шагов, чтобы гарантировать, что источник воды, качество воды и фильтрация воды достаточны для поддержки капельного орошения. Шаги, которые необходимо предпринять, могут включать в себя:
Учитывайте свой источник воды: С MDI можно работать как из поверхностных, так и из подземных вод, но имейте в виду, что поверхностные воды обычно содержат больше биологических и других загрязнений, которые, возможно, придется отфильтровать.
Проведите анализ качества воды: Это критический шаг в рассмотрении MDI. Не устанавливайте систему, пока не будет обеспечена необходимая фильтрация. Соберите репрезентативную пробу воды, питающей каждую рассматриваемую опору, путем тройной промывки и последующего заполнения бутыли для проб. Наполните бутылку как можно полнее и как можно быстрее отправьте образцы в надежную лабораторию по тестированию воды. Не позволяйте образцу замерзать. Проанализируйте образец на наличие осадка и органических веществ. Обеспечьте правильную фильтрацию и/или очистку воды: Фильтрация является ключевым компонентом успешной и эффективной работы MDI.
Тип загрязнения будет определять необходимость фильтрации. Большинству систем MDI требуется фильтрация размером не менее 80 меш (177 микрон). Для загрязнения осадка могут потребоваться сепараторы песка. Биологические загрязнения можно фильтровать различными методами, включая впрыскивание хлора в опорную систему для очистки линий и использование различных коммерческих фильтров. Существует несколько вариантов фильтрации: от ручной до полностью самоочистки. При оценке MDI не забудьте учитывать стоимость труда и установки фильтрующего оборудования — это может составить еще до 15,000 XNUMX долларов США только за оборудование на одну опору, в зависимости от типа необходимой фильтрации.
Определите другие системные изменения, которые могут потребоваться: Системы MDI предназначены для работы при низких давлениях (<10 фунтов на квадратный дюйм). Они могут самостоятельно регулировать давление в магистрали примерно до 60 фунтов на квадратный дюйм. Поэтому могут потребоваться некоторые корректировки существующих систем, например добавление частотно-регулируемого привода, чтобы уменьшить износ системы и ненужные затраты на электроэнергию.
Сколько это стоит?
Стоимость MDI – один из первых вопросов, который возникает у большинства производителей. В настоящее время на рынке представлены два основных продукта MDI. В их число входят Dragon-Lines и NetaFim, чей продукт называется PMDI. Цены на оборудование MDI и его установку на существующих опорах или отводах будут варьироваться в зависимости от доступа к поставщикам, полевых условий и других факторов. Производители могут ожидать, что потратят около 150-200 долларов за акр на оборудование и установку MDI, но им следует проконсультироваться с поставщиками для получения более точных цен. Эта ориентировочная цена не включает фильтрацию, регулировку давления и расходы на техническое обслуживание. При инвестировании в MDI следует учитывать совокупную сумму всех этих затрат.
Какое обслуживание требуется?
Техническое обслуживание систем MDI обычно включает периодическое изменение положения капельных линий из-за помех, вызванных сильным ветром, выпасом скота, дикими животными или другими факторами. Системы фильтрации потребуют различного уровня обслуживания. Капельные линии следует периодически промывать для удаления загрязнений, которые могли пройти через фильтры. Иногда случается повреждение грызунами, что требует периодической замены участков капельной ленты. Срок полезного использования систем MDI будет варьироваться в зависимости от окружающей среды, но большинство из них может длиться около 10-15 лет.
