Фертигация

Фертигация — это внесение растворимых удобрений с поливной водой

При «верхнем» поливе дождеванием, когда вода попадает на листья и другие надземные части растения, небольшие дозы растворенных в воде удобрений могут играть роль внекорневой подкормки, помимо участия в почвенном питании растений. Однако, попадание воды в междурядья при сплошном поливе, резко стимулирующее рост сорных растений, является фактором, благодаря которому фертигация при верхнем поливе применяется довольно редко (чего нельзя сказать о некорневых подкормках при опрыскивании, которые получают всё большее распространение и признание).

Полив почвы различными растворами и настоями органических удобрений, практикуемые в небольших частных хозяйствах, также можно отнести к фертигации. Однако в профессиональном растениеводстве используются только современные полностью растворимые минеральные удобрения на хелатной основе, с добавлением при необходимости традиционных хорошо растворимых селитр — калиевой, аммиачной и натриевой. С помощью сравнительно недорогих селитр можно удовлетворить запросы растений по азоту и калию, но для обеспечения фосфорного питания необходимы более дорогие удобрения — монокалий фосфат, пекацид, компелексные хелатные удобрения с повышенной дозой фосфора. Суперфосфат, аммофоска и прочие традиционные содержащие фосфор удобрения не подходят для фертигации, являясь не полностью растворимыми.

Фертигация получила заслуженное признание при капельном поливе, позволяющем вносить удобрения точечно. Концентрацию удобрений в системе при поливе стараются держать на уровне не выше 1 г/л. Раствор удобрений (маточный раствор) готовится в отдельном баке, откуда происходит дозированное поступление в основную магистраль. Наиболее распространенное и дешёвое приспособление для фертигации — инжектор Вентури, подключаемый параллельно основной магистрали и всасывающий раствор удобрений засчёт разницы давлений, создаваемой перекрытием основной магистрали между входом и выходом инжектора. Работа с инжектором требует определенного навыка и имеет некоторые особенности — например, на всасывание влияет перепад высоты между растворным узлом и поливаемым участком, т.е. при подаче воды вверх по склону всасывание затрудняется. В целом же инжектор Вентури является надёжным, опробованным в течение десятилетий устройством.
Инжектор Вентури

Более дорогим, но более простым в управлении решением является подключение к магистрали насоса для удобрений, который будет закачивать удобрительный раствор под давлением, превышающим давление в магистрали.

Закрытый грунт

В закрытом грунте, так же, как и в поле, используются «верхний» полив дождеванием и капельное орошение. Однако, присущие дождеванию недостатки, особенно создание благоприятных условий для патогенной микрофлоры, в условиях закрытого грунта проявляются более выражено.  Соответственно, увеличивается доля и значение капельного орошения.

При выращивании рассады, когда кассеты, ящики или отдельные горшочки образуют сплошной «ковер» с одним проходом посередине теплицы, идеальным (хотя и дорогим)  способом полива являются поливные штанги с форсунками. Они перемещаются вдоль туннеля теплицы, как правило, по обеим сторонам прохода. Под куполом теплицы монтируются направляющие «рельсы», по которым движется тележка с тросовым приводом от электродвигателя. Форсунки, установленные в штанги, обеспечивают конусы распыла, соседние конусы перекрываются между собой, создавая надёжное перекрытие и равномерное увлажнение. Зачастую возникает проблема ускоренного подсыхания крайних к проходу или стене кассет, но большинство производителей штанг решают эту проблему установкой боковых форсунок с повышенным выливом. Неглубокие кассеты промачиваются насквозь за 2-3 прохода штанги на минимальной скорости. Управление штангами автоматизировано и осуществляется с пульта управления.
Поливные штанги

Другим способом «верхнего» полива в теплице является сприклерное орошение, как правило —  с помощью миниспринклеров, т.к. орошаемые контуры в закрытом грунте невелики. Вода от основных труб, проложенных вдоль рядов растений, с помощью микротрубок подводится к миниспринклерам, осуществляющим круговой полив.
Миниспринклер пластмассовый

Для культур, выращиваемых в теплице на грунте, близком к естественной почве, хорошим недорогим вариантом будет капельное орошение с помощью капельных лент (drip tape). Лента раскладывается вдоль рядка растений, расположенные через определенное расстояние водовыпуски обеспечивают вылив воды по капле (вода замедляется в лабиринтном канале, интегрированном в капельную ленту, что исключает образование струи на выходе). Возможность фертигации с помощью водорастворимых удобрений делает эту систему очень эффективной на огурцах и томатах закрытого грунта.
Полив в теплицах

Более сложные системы капельного полива применяются при малообъёмной технологии, когда растения культивируют на мешках с искусственным субстратом. Вдоль ряда растений (мешков с субстратом) прокладывают трубку (или трубу из полиэтилена). В трубке пробиваются отверстия под внешние капельницы. Вода поступает индивидуально под каждое растение с помощью микротрубки с колышком на конце. Внешние капельницы обладают фиксированным выливом в литрах в час (в рабочем диапазоне давления), что позволяет точно рассчитать время полива и дозу удобрений под каждое растение. При больших длинах линий используют компенсированные по давлению капельницы — в этом случае вылив в начале и конце линии не будет существенно различаться, несмотря на потерю давления в трубе.
Орошение на малообъёмной технологии

Капельница-пика, с канавкой в хвостовике, нерегулируемая:
Капельница-пика
Капельница-пика со спиралевидной канавкой на хвостовике, простейший «тормоз» струи воды:
Капельница-пика
Колышки, соединяющиеся с основными капельницами с помощью микротрубки:
Колышек для капельниц прямойКолышек для капельниц изогнутый

Открытый грунт

Полив растений в открытом грунте может быть организован с помощью дождевания или капельного орошения.

Для крупных и средних сельхозпроизводителей наиболее распространенный вариант дождевания — применение дождевальных машин. Широкозахватные дождевальные машины предназначены для больших полей, как правило, площадью не менее 50 гектаров. По способу передвижения эти системы могут быть кругового действия (пивот стационарный или мультицентральный), а также линейного и ипподромного (линейный с возможностью разворота) действия. Это капитальные системы, которые собираются один раз и остаются в поле круглогодично. Основными недостатками являются высокая первоначальная стоимость и необходимость охраны в поле круглый год.
Широкозахватные дождевальные машины

Более недорогой и мобильный вариант — дождевальные машины барабанного типа, также называемые шланговыми дождевателями или катушками. Такая установка легко буксируется трактором, устанавливается на краю поля, поливает с одной позиции до 7-8 гектаров, после чего перемещается на следующую позицию. Размотка барабана производится с помощью трактора, сматывание — за счёт энергии воды одновременно с поливом.  Основными характеристиками машины барабанного типа является наружный диаметр трубы (от 50 до 125 мм) и длина трубы (от 100 до 700 метров), что и обуславливает широкий диапазон производительности по выливу и орошаемой площади.
Дождевальная машина барабанного типа

Дождевальные машины барабанного типа дешевле широкозахватных систем при первоначальной покупке, однако надо учитывать, что при поливе без консоли (поливные штанги с форсунками, захват до 50-60 метров, давление на форсунках 1-2 атм.) с помощью спринклера (поливной пушки) для обеспечения нормальной длины струи на спринклере необходимо создать давление около 6 атмосфер. При давлении 2,5 атмосферы вылив снижается примерно в 2,5 раза, а длина струи — в среднем в 1,8 раза. Общие же потери давления на барабанной машине, включая трубу, составляют не менее 4 атмосфер. Соответственно, расход дизельного топлива (или иного энергоносителя, который используется для насоса) на 1 литр подаваемой в поле воды при использовании барабанных систем — выше, чем при использовании широкозахватных систем, которые требуют давление на форсунках порядка 1,5 атмосфер и соответственно меньшего «напряжения» насосов для создания высокого давления. Применение консоли несколько удешевляет полив, но требует затрат на её приобретение.
Оросительная консоль

Мало распространенный в открытом грунте РФ способ дождевания, в связи со стоимостью и технологичностью — полив с помощью спринклерных систем. В поле монтируются трубы на определенном расстоянии, на которые устанавливаются спринклеры, обеспечивающие круговой полив. К недостаткам системы относятся повышенные требования к давлению,  трудоемкость монтажа по сравнению с барабанными машинами и уязвимость для посторонних лиц.
Спринклерное орошение
При поливе газонов и декоративных насаждений, в так назывемом ландшафтном поливе, используются дождеватели, разбрызгивающие воду по кругу. Разводка воды в большинстве случаев производится под землёй.
Полив газона дождевателями

Дождевание относится к так называемому верхнему поливу, когда вода попадает на растения сверху, остаётся некоторое время на листьях и других надземных частях растения, способствуя ожогам и развитию нежелательной микрофлоры. Дополнительным стрессом для растения является резкое затопление корнеобитаемой зоны при поливе дождеванием, поскольку малые поливные нормы не проникают в почву глубоко. Нарушение оптимального соотношения твёрдой, жидкой и газообразной фаз почвы (2:1:1) замедляет рост и развитие растений. Кроме этого, дождевание в открытом грунте является «сплошным» поливом, когда орошаются междурядья, что способствует развитию сорных растений и потерям воды. Перечисленных недостатков лишено капельное орошение.
Капельная лента между 2 рядками растений

В открытом грунте капельное орошение осуществляют с помощью капельных лент (на овощах), а также с помощью капельных трубок с интегрированными или внешними капельницами (на интенсивных садах, виноградниках). Стоимость таких систем на гектар при первоначальном приобретении примерно вдвое выше, чем стоимость барабанных дождевальных машин. Кроме того, для овощных систем в большинстве случаев требуется ежегодное обновление капельной ленты. Для получения максимальной отдачи от технологии требуется ответственный персонал для обслуживания системы, которая нуждается в постоянном контроле. Однако, при грамотной организации капельного орошения эти затраты окупаются существенной прибавкой урожая, экономией на средствах защиты и энергоносителях (капельные системы на основе лент работают на низком давлении 0,5-1,0 атм.).
Если капельные ленты применяют преимущественно на овощных культурах, на больших площадях меняя ленту каждый сезон, то на многолетних насаждениях (например, интенсивных садах) используются цилиндрические в сечении капельные трубки, со стенкой толщиной около 1 мм. Встроенные в трубку цилиндрические капельницы могут быть компенсированные и некомпенсированные по давлению (компенсированные капельницы обеспечивают равномерность вылива на всём протяжении линии, вне зависимости от потерь давления в трубке). Капельные трубки работают при давлении от 0,5 до 3 атмосфер, монтируются в большинстве случаев на подвесах (например, к шпалере), и не убираются на зиму.
Капельные трубки
Также для деревьев и кустарников может применяться полив с помощью внешних капельниц, которые монтируются в трубу рядом с поливаемым растением, и могут подавать воду непосредственно или через поводок из микротрубки, на конце которого устанавливают колышек.
Капельный полив деревьев и кустарников

См. заметки: Интенсивный сад