Недорогая система капельного орошения для самостоятельного

Недорогая система капельного орошения для
самостоятельного изготовления
Вступление:
В Молдове около 1млн. семей. Для домашнего потребления и продажи на рынке необходимо
выращивание овощей. Для этого необходимы системы полива.
В наше время мы всё чаще задаёмся экологическими вопросами: о том, как сохранить воду,
электроэнергию, о том, как использовать энергию солнца и ветра, и о том, как не навредить
этой деятельностью окружающей среде, и так уже пострадавшей от нашего влияния. Мы
предлагаем вашему вниманию недорогую систему орошения культур на Вашем дачном
участке, которая может решить некоторые из этих проблем
Актуальность:
Республика Молдова – зона рискованного земледелия из-за:
1. Нехватки воды пригодной для полива растений (вода часто содержит большое
количество жёстких солей [1].
2. Холмистого рельефа
3. Меняющегося климата
4. Большой температурная разница в разные времена года (летом – засухи, зимой морозы)
Для подачи воды в Молдове используется электричество—самый дорогой вид энергии.
Затраты электроэнергии при орошении составляют от 500 до 1500 кВтч на 1га, т.е.
0,05—0,15кВтч/м2 [1] . Поэтому рациональное использовани воды является очень важным.
Система капельного орошения – это единственный из всех способов орошения, что
способен решить все из этих проблем.
Цели проекта:
Показать:
 возможность использования капельного орошения для уменьшения потребления
энергии и сокращения выбросов СО2
 что система капельного орошения является:
1. Экологически чистой (не производящей парниковых газов)
2. Недорогой (что она доступна практически каждому)
3. Экономной в отношении трудовых и энергетических затрат
Обоснование проекта:
Существующие способы полива растений:
 Открытое орошение
 Внутрипочвенное орошение
 Лиманное орошение
 Аэрозольное орошение
 Капельное орошение
Самый распространённый на территории Республики Молдова способ орошения –
Открытое орошение
В полях, на дачах, в теплицах чаще всего используется открытое орошение
(дождевальными установками, шлангом), но у этого способа орошения есть много минусов:
 Большой расход воды из-за её испарения в атмосферу
 Растения потребляют всего 5% этой воды
 Полив нерегулярен
 Листья растений увлажняются, что способствует распространению болезней
 Вода стекает со склонов в низины и уносит плодородный слой земли
Предлагаемая нами система – система капельного орошения
Капельное орошение (КО) – способ полива, где вода подаётся непосредственно в
прикорневую зону растений. Наша система, изготовленная из доступных большинству
материалов, состоит из бочки, куда заливается вода с растворёнными в ней удобрениями;
шланга, отходящего от этой канистры вдоль грядок; больничных капельниц, прикреплённых к
этому шлангу и пластиковых бутылок с отверстиями, заполненных песком, которые
вкапывают в землю под каждой капельницей. Вода капает из капельниц в песок и попадает в
прикорневую зону растений. На капельницах есть регулятор частоты падения капель. Так же
можно задействовать в системе уже использованные в больнице капельницы – этим мы даём
«мусору» вторую жизнь (Схема системы показан на рисунке 1). Вода движется по шлангу и
капельницам под собственной тяжестью, т.к. бочка находится выше уровня шланга.
В принципе, собрать систему можно самостоятельно, если:
1. Поискать на своей даче бочку и шланг
2. Попросить в больнице использованные капельницы и промыть их
3. Поискать у себя дома пластиковые бутылки из-под минеральной воды
4. Набрать у реки песку
А значит, система является недорогой, на её сборку не нужно тратить много средств и
времени!!!
Преимущества системы капельного орошения:
1. Значительная экономия воды: её расход уменьшается в 2-3 раза по сравнению с
поверхностным орошением, благодаря тому, что:
 увлажняется только прикорневая зона растений, от 40 до 60% объема общей
площади;
 снижаются потери на испарение;
 отсутствуют потери от периферийного стока воды.
Энергетические и трудовые затраты:
 уменьшаются трудовые затраты на проведение поливов (В данной системе от человека
необходимо всего лишь заливать воду с растворёнными удобрениями в канистру и
регулировать частоту подачи воды. Система и сама может справиться с последней
задачей, правда, не столь чётко, как человек (см. Приложение №))
 медленная подача воды обеспечивает экономию энергии и трубопроводов
(Электроэнергия вообще не используется, ведь система работает на гидравлическом
прессе. А это значит, что в атмосферу не выбрасываются парниковые газы,
окружающая среда не загрязняется).
 система слабо чувствительна к падению давления в трубопроводе.
Другие преимущества:
1. Аэрация почвы
Не происходит переувлажнения почвы, это обеспечивает интенсивное дыхание корней
на протяжении всего цикла роста, не прерывающееся во время или непосредственно после
орошения. Почвенный кислород позволяет активно функционировать корневой системе.
2. Питание
Растворенные удобрения вносятся непосредственно в корневую зону вместе с поливом.
Происходит быстрое и интенсивное поглощение питательных веществ. Это самый
эффективный способ внесения удобрений в засушливых климатических условиях.
3. Защита растений
Листья растений не увлажняются, как при дождевании, снижается вероятность
распространения болезней, инсектициды и фунгициды не смываются с листвы.
4. Предотвращение эрозии почвы
Капельное орошение дает возможность применять полив на склонах или участках со
сложной топографией, без сооружения специальных уступов или переноса почвы.
5. Раннее созревание
При капельном орошении температура почвы выше, чем при дождевании, поэтому
можно получить более ранний урожай.
Методика исследования:
1. Расчёт уменьшения расхода электроэнергии и выбросов СО2 при ипользовании
капельного орошения.
Расчёт выполним для теплицы площадью 20м2.
Для полива такой площади при выращивании огурцов требуется в год около 4м3
воды при поверхностном орошении, а при капельном примерно 2м3.
Такимо бразом экономится около 2 тонн воды. Для подёма воды такого объёма из
колодца необходимо было бы затратить 20кВтч электро энергии.
Предотвращённый выброс СО2 опрделяем по формуле: mCO2  Ek , где Е—
сэкономленная энергия, кВтч; k=0,9кгСО2/кВтч, т.е. 18кг СО2.
Если принять, что в Молдове около 104 таких теплиц, то годовая экономия
электроэнергии в Республике составит 2*105кВтч/год и претовращённый выброс
СО2 равен 1,8*105кг или 180т СО2.
2. Для капельного орошения важно знать зависимость частоты падения капель от
температуры. Для этого мы купили в аптеке обыкновенную капельницу, взяли сосуд
для воды, сосуд для стекания воды, фен, термометр и секундомер, мы приступили к
исследованию зависимости частоты падения капель от температуры окружающей
среды таким образом:
 Мы установили капельницу на штативе, вставив её иглы в сосуд с водой (его
резиновую крышку) и поместили под капельницей ёмкость для стекания воды. Мы
установили регулятор подачи воды на частоту 1кап./с. При этом комнатная температура
была 23°С. Включив секундомер, мы стали нагревать регулятор капельницы феном.
 Мы заметили, что частота падения капель стала постепенно увеличиваться, так, как
показано на графике (см. Приложение №)
 Мы закончили эксперимент, когда температура регулятора достигла 43°С. При этом
частота падения капель была равна 2кап./с.
Вывод: частота падения капель при увеличении температуры окружающей среды на 10
градусов увеличилась вдвое
Выполненные исследования:
Мы исследовали зависимость частоты падения капель от температуры окружающей
среды. Мы рассмотрели преимущества системы капельного орошения с таких сторон, как:
1. Энергетические и трудовые затраты
2. Агротехника (Питание, защита растений, их раннее созревание)
3. Состояние почвы (Предотвращение эрозии, аэрация)
4. Экономия воды
5. Экология (Полное отсутствие побочных действий (не выделяется парниковых газов))
Выводы:
Капельное орошение эффективный способ:
 Экономии поливной воды (2-3 раза)
 Экономии энергии на орошение
 Уменьшения вредного воздействия на окружающую среду (уменьшение выбросов
СО2, эрозии почвы)
Для Респоблики Молдова при применении капельного орошения в теплицах экономия
электроэнергии составит 2*105кВтч/год;
Предотвращённый выброс СО2 составит 180т/год.
Заключение:
Представленная система является недорогой, так как для её изготовления используется
вторсырьё, простой в сборке и применении – эту систему может установить практически
любой человек на своём дачном участке. У этой системы много преимуществ по сравнению с
другими способами орошения, как со стороны экологии, так и со сторон энергетических и
трудовых затрат, агротехники, состояния почвы и экономии воды.
Потенциал развития:
Благодаря своим преимуществам, данную систему можно внедрять на дачных участках
жителей Республики Молдова, а так же в промышленных масштабах. Планируется детальный
расчёт количества воды, требуемого для полива культур (а именно – огурцов) в теплице с
помощью определённой системы капельного орошения.
Источники информации:
1. «Энергетический анализ в сельском хозястве»
(методологические и методические рекомендации) Кишинёв
– «Штиинца» 1988
2. ru.wikipedia.org (Способы орошения)
3. www.polivai.ru/watering/articles/basic/ (Преимущества КО)
farmgarden.ru/articles.php?tPath=1_2
Фиг. 1. Схема системы капельного орошения Фиг.2. График зависимости частоты
падения капель от температуры окружающей среды