Система мікрозрошування

Система мікрозрошення - це система транспортування, яка подає воду в кореневу або близьку до неї зону. Кінцевою ланкою в цьому транспортуванні є ґрунт, невід'ємний місток між системою зрошення та рослиною. Фізико-хімічні властивості ґрунту зумовлюють його здатність транспортувати і накопичувати воду та поживні елементи. Властивості ґрунтів значно різняться за фізичними характеристиками, часто визначаючи тип культури, що може вирощуватися на ньому та необхідний тип системи зрошення. Тому досконале розуміння властивостей ґрунту та взаємовідносин води і ґрунту - це важлива настанова під час проєктування системи зрошення.

Швидкість інфільтрації

   Швидкість інфільтрації - це швидкість, з якою вода надходить у ґрунт. Швидкість інфільтрації ґрунту значно відрізняється залежно від хімічного та структурного вмісту, фізичної стиглості ґрунту, щільності, пористості та вологості. Швидкість інфільтрації ґрунту може накласти обмеження на проєктування системи зрошення, тому що витратна норма більша, ніж швидкість інфільтрації, може позначитися на поверхневому стоці та ерозії.

Рух води в ґрунті

   Коли вода повільно надходить в одну точку, на неї діє сила тяжіння (спрямована донизу) і сила капілярного натягу (спрямована радіально назовні), утворюючи характерний для цього типу ґрунту контур зволоження і поливну норму.

Піщані ґрунти характеризуються великими пустотами між частинками ґрунту. Ці великі порожнечі спричиняють відносно слабкі капілярні сили, і чинять малий опір гравітаційному потоку, внаслідок чого рух води, спрямований у боки й угору, обмежений, а рух води донизу швидкий. Тому контур зволоження для піщаного ґрунту буде глибоким із малим бічним поширенням води, а рух води вгору буде мінімальним. Щоб підвищити розподіл води на піщаних ґрунтах у сторони, деякі овочівники Флориди, які займаються вирощуванням томатів, встановили дві лінії Aqua-TraXX на грядку.

З іншого боку, важкий глинистий ґрунт спричиняє сильну капілярну дію і перешкоджає руху води вниз під дією сили тяжіння. Контур зволоження у важкому глинистому ґрунті буде прагнути до розширення і помірної глибини через сильну дію капілярних сил і відносно низьку проникність. У глинистому ґрунті, що піддався ущільненню, рух води донизу, навіть за подальшого ущільнення, обмежений, і має в результаті широкий поверхневий контур зволоження. У глинистому ґрунті контур зволоження залежатиме не лише від типу ґрунту, а й значно варіюватиметься залежно від придатності ґрунту до обробітку.

   Для більшості ґрунтів, контур зволоження буде між крайніми точками, що проявляються у легких пісків і важких глинистих ґрунтів. Крім того, рух води в ґрунтах буде обумовлений станом орного шару, проникністю підґрунтового шару, іншими шарами ґрунту з різними властивостями та присутністю непроникного підорного шару. Цей малюнок ілюструє відносні форми контуру зволоження, які можуть утворюватися під випускним отвором стрічки в різних типах ґрунту.

Поливна норма

   Крім типу ґрунту, на форму контуру зволоження впливатиме поливна норма. Варіюючи поливною нормою можна змінювати форму контуру зволоження. Наприклад, надходження в ґрунт 50 літрів води протягом 1 години, ймовірно, буде створювати контур зволоження ширший і дрібніший, ніж при внесенні 50 літрів за 10-ти годинний період. Адже великі поливні норми мають тенденцію утворювати широкі зони вологонасиченості під емітером, сприяючи горизонтальному руху.

Для зниження руху води в сторони, легкі піщані ґрунти потребують великих поливних норм. Важкі глинисті ґрунти і глинисті суглинки, з іншого боку, часто отримують користь від меншої поливної норми. Ця низька поливна норма унеможливлює загортування поверхні та стік води, а також сприяє глибшому проникненню води. У Таблиці 1 наведено дані приблизного розміру зволоженої зони, за передбачуваних нормальних умов.

Розміщення стрічки по відношенню до рослини

   Розміщення стрічки - це важливий фактор роботи системи зрошення і життєздатності культури. Розташування стрічки по відношенню до рослини буде впливати на проростання, ранні сходи, формування кореневої системи, ефективне використання води і поживних елементів, а також дію засоленості на рослину.

    Проростання насіння або початковий ріст розсади зазвичай потребують розміщення стрічки в тісній близькості до рослини: 45 см або менше в більшості ґрунтів. У піщаних ґрунтах ця відстань має бути знижена до 30 см або менше.

   Відстань між випускними отворами, витрата стрічки та її розміщення визначають зону зволоження, а, отже, і місце розташування найбільш інтенсивного розвитку кореневої системи. Коренева система може бути схильна до розширення горизонтально або вертикально, або може бути обмежена відносно малою територією. Розмір і форма кореневої системи важливі з погляду стійкості та сили росту рослини, а також її здатності споживати природні води та поживні речовини з ґрунту і навколо нього. Оскільки вода і поживні речовини, що вносяться за межі кореневої зони, витрачаються даремно, краще розташовувати стрічку близько центру кореневої зони.

   Солі, присутні в ґрунті або поливній воді, концентруватимуться по периметру зони зволоження, утвореної навколо стрічки, як показано на малюнку. Розташування стрічки визначає, чи будуть шкідливі солі виступати за межі кореневої зони, чи будуть сконцентровані в її межах.

Визначення контуру зволоження

   Знаючи лише один тип ґрунту, важко передбачити контур зволоження для конкретно взятого ґрунту. Можна викласти загальні принципи, але з практичного погляду, необхідно провести аналіз визначення контуру зволоження на запропонованій ділянці системи зрошення.

   Дуже багато чого можна дізнатися про рух води, застосувавши певну її кількість на обмежену площу і спостерігаючи за її рухом у боки та донизу, а також можна визначити зону зволоження за різних часових інтервалів. За умови, що досліджувані ґрунти типові, спостереження можуть знайти практичне застосування під час проєктування. Такі експерименти можуть виявити шари ґрунту, ущільнені зони і можуть визначити водоутримувальну здатність ґрунту, а також час, необхідний для досягнення ґрунтом польової вологоємності на різних глибинах ґрунту.

   Простий метод визначення контуру зволоження в певному типі ґрунту полягає у встановленні розподільчої поливної лінії, застосовуваного різновиду, і приєднанні її до тимчасового джерела води, такого як 200-літрова бочка на височині. Бочка наповнюється водою і випробуваній системі дається можливість працювати протягом деякого проміжку часу. Визначення контуру зволоження проводиться вимірюванням діаметра зволоженої поверхні і, викопавши певну кількість землі, для вимірювання ступеня переміщення води. Це випробування може надати вкрай важливу інформацію про контур зволоження і рух води в певному типі ґрунту, що становить інтерес.