Witaj na naszym serwisie!

Znajdziesz tutaj informacje dotyczące mechaniki maszyn rolniczych, uprawy gleby oraz sposoobów jej nawożenia.

Witaj na naszym serwisie!

Znajdziesz tutaj informacje dotyczące mechaniki maszyn rolniczych, uprawy gleby oraz sposoobów jej nawożenia.

Witaj na naszym serwisie!

Znajdziesz tutaj informacje dotyczące mechaniki maszyn rolniczych, uprawy gleby oraz sposoobów jej nawożenia.

Witaj na naszym serwisie!

Znajdziesz tutaj informacje dotyczące mechaniki maszyn rolniczych, uprawy gleby oraz sposoobów jej nawożenia.

Witaj na naszym serwisie!

Znajdziesz tutaj informacje dotyczące mechaniki maszyn rolniczych, uprawy gleby oraz sposoobów jej nawożenia.

 

Deszczownie całkowicie przenośne

Deszczownie całkowicie przenośne mają wszystkie części przenośne i zaopatrzone są w agregaty pompowe zmontowane zwykle na lekkim podwoziu na kółkach lub na ciągniku. Przy stosowaniu tego rodzaju deszczowni wodę czerpie się ze strumyków, rzek, stawów itp. Zaletą deszczowni całkowicie przenośnej jest możliwość wykorzystania tej samej deszczowni w różnych miejscach, co obniża koszty zainstalowania w przeliczeniu na jednostkę powierzchni. Każda deszczownia oprócz pompy, silnika napędowego, sieci rur doprowadzających wodę, hydrantów itp. zaopatrzona jest w zależności od jej wydajności roboczej w odpowiednią liczbę zraszaczy. Można wyróżnić trzy zasadnicze typy zraszaczy: zraszacze obrotowe (o napędzie turbinkowym) zraszające kołowe powierzchnie pola za pomocą wirującego strumienia wody, zraszacze obrotowe o napędzie impulsowo-wahadłowym, zraszające również kołowe powierzchnie lub wycinki kół za pomocą wahadłowych lub posuwisto-zwrotnych ruchów dyszy jedno- lub wielostrumieniowych oraz zraszacze wahadłowe i zraszacze wielostrumieniowe o niezbyt dużym zasięgu, zraszające wąskie, długie pasy szerokości od 12 do 16 m i długości 50—100 m.

Budowa i regulacja deszczowni i urządzeń zraszających

Deszczownie stałe są to urządzenia, w których wszystkie części składowe zmontowane są na stałe. Zazwyczaj deszczownie takie są zasilane wodą z wodociągów lub stałych agregatów pompowych ustawionych w budynkach. Woda tłoczona jest do ułożonych pod ziemią rurociągów, na których w odpowiednich miejscach zainstalowane są zraszacze stałe lub przenośne. Zaletami tego rodzaju deszczowni są: stała gotowość do pracy, małe zapotrzebowanie obsługi, duża wydajność i dobre zabezpieczenie wszystkich urządzeń przed uszkodzeniem. Deszczownie półprzenośne są to urządzenia najczęściej stosowane, składające się zarówno z części stałych, jak i przenośnych. Stacje pomp oraz główne rurociągi podziemne są przeważnie stałe; na nich w odpowiednich odległościach buduje się studzienki hydrantowe, do których podłączone są przenośne rurociągi nadziemne z przenośnymi zraszaczami, które rozmieszczone są w odpowiednich odległościach od siebie.

Urządzenia zraszające

Zależnie od wielkości i kształtu zraszanego terenu sieć rozdzielczą stałą wykonuje się jako sieć otwartą (rozgałęziohą) lub jako sieć zamkniętą (obiegową). Sieć otwartą stosuje się w terenach o wydłużonym kształcie, sieć zaś zamkniętą w terenach o kształcie zbliżonym do prostokąta. Wybór układu sieci i długość bocznych odgałęzień powinny być ustalone na podstawie dokładnych obliczeń hydraulicznych. Długość bocznych odgałęzień nie powinna przekraczać 200 m. Szybkość przepływu wody powinna wahać się w podziemnych przewodach stałych w granicach od 1 do 1,5 m/sek, w przewodach zaś przenośnych od 1,5 do 2 m/sek. Rurociągi stałe, podziemne układa się na głębokości 0,7—1,0 m. Najczęściej stosuje się rury żeliwne betonowe lub żelbetonowe albo azbestowo-cementowe. Do łączenia rur używa się różnego typu złącz sztywnych.Rurociągi nadziemne przenośne wykonuje się z reguły z rur stalowych ocynkowanych lub aluminiowych. Rurociągi aluminiowe są lżejsze od stalowych, lecz cena ich jest znacznie wyższa. Rurociąg składa się z odcinków długości zwykle około 6 m, łączonych za pomocą złącz sztywnych lub elastycznych. Złącza elastyczne umożliwiają łączenie odcinków rur, których osie odchylają się pod niewielkim kątem. Przy zastosowaniu złączy sztywnych połączenie rur ustawionych niewspółosiowo jest niemożliwe. W związku z tym połączenia sztywne stosuje się do łączenia zraszaczy z rurami. Do rozdzielania wody na poszczególne odcinki rurociągu stosuje się różnego rodzaju kształtki i rozgałęźniki. Prawidłowy dobór średnicy przewodów rurowych powinien uwzględniać zarówno koszt instalacji, jak i koszt zużycia energii do napędu pompy. Koszt rurociągu wynosi niejednokrotnie więcej niż 60% kosztu całego urządzenia, dlatego dąży się do stosowania rur o możliwie małych średnicach. Jednakże zmniejszenie średnicy rurociągu, którym ma przepływać określona ilość wody wymaga zwiększenia prędkości jej przepływu, co powoduje wzrost oporów tarcia, dodatkowy spadek ciśnienia w rurociągu, a zatem konieczność zastosowania pomp wytwarzających wyższe ciśnienie i zainstalowania silnika o większej mocy. Wskutek tego wzrastają koszty zakupu agregatu i zużycia paliwa lub energii elektrycznej. Przepływowi wody w rurociągu przeciwstawia się opór przepływu, na którego pokonanie zużywa się część energii przepływu, co objawia się spadkiem ciśnienia (wysokości tłoczenia). Opór przepływu zwiększa się wraz ze wzrostem długości rurociągu, prędkość przepływu, wydatku cieczy oraz ze zmniejszeniem się średnicy rurociągu. Opór ten zależy również od gładkości ścian rurociągu, liczby zmian kierunku, wielkości załamań itp.Urządzenia zraszające mogą być wykonywane bądź w formie samodzielnych zraszaczy, bądź też jako końcówki natryskowe umieszczone bezpośrednio na odcinkach rurociągu. Zraszacze typu samodzielnego muszą być wyposażone w urządzenia zmieniające samoczynnie w sposób ciągły kierunek natrysku, pozwalając w ten sposób na równomierne pokrycie wodą całej powierzchni wokół zraszacza.

Pompy wirnikowe (rotodynamiczne)

Pompy wirnikowe (rotodynamiczne) stosowane są najczęściej w urządzeniach do zraszania. Dzięki prostej budowie pompy wirnikowe są tańsze, lżejsze i mniej wrażliwe na uszkodzenia. Pompy wirnikowe łączy się najczęściej bezpośrednio z silnikiem elektrycznym za pomocą sprzęgieł elastycznych bez stosowania dodatkowych przekładni. Pompy takie stosowane są w instalacjach do nawadniania jako agregaty naziemne oraz jako pompy głębinowe — umieszczone w studniach. Do tzw. „zalewania” pomp wirnikowych stosuje się w agregatach pompowych pompy pomocnicze skrzydełkowe napędzane ręcznie. Zapotrzebowanie mocy do napędu pompy oblicza się według następującego wzoru:N=Q*H/75*n [KM] gdzie: N — moc potrzebna do napędu pompy w [KM], Q — wydajność pompy w [dcm3/sek], — manometryczna wysokość podnoszenia w metrach słupa wody, n — współczynnik sprawności pompy, który wynosi od 0,6 do 0,9 w zależności od rodzaju pompy, wielkości, jakości wykonania itp. W zależności od wydatku pompy zmienia się zarówno ciśnienie, jak i zapotrzebowanie mocy oraz sprawność pompy. Dla każdej pompy istnieje pewien zakres optymalnych warunków jej pracy. Woda dopływa do pompy przewodem ssącym, którego lej wlotowy powinien być odpowiednio ukształtowany w celu uzyskania prawidłowego dopływu wody. Przewód ssący powinien być możliwie krótki i wykonany bez zbędnych załamań. Pompy instaluje się jako stałe; stosuje się też agregaty ruchome, wykorzystujące zwykle ciągnik jako źródło napędu. Agregaty tego rodzaju wykonuje się zarówno jako nabudowane na ciągniku, jak i zawieszane lub doczepiane do napędzających je ciągników. Instalacja przewodów rurowych obejmuje rurociągi stałe, najczęściej podziemne, i rurociągi przenośne — nadziemne.

Zasady działania części roboczych urządzeń

Proces technologiczny mechanicznego nawadniania obejmuje następujące zabiegi: pobranie wody ze zbiornika, dostarczenie wody na pole i rozprowadzenie wody po powierzchni pola. Do głównych części roboczych urządzenia nawadniającego można zaliczyć: pompę, przewody rurowe i różnego rodzaju zraszacze. Pompy. W urządzeniach do mechanicznego nawadniania pól, użytków zielonych, sadów i ogrodów stosuje się pompy tłokowe i wirnikowe oraz jako pomocnicze — pompy ręczne skrzydełkowe. Pompy tłokowe jednostronnego lub dwustronnego działania stosowane są przeważnie w urządzeniach o niezbyt dużej wydajności, wymagających dużych wysokości podnoszenia wody (100—200 m). Pompy tego rodzaju używane są do napełniania zbiorników wyrównawczych wówczas, gdy różnica wysokości ujęcia wody i zraszanego pola jest bardzo duża. Zbiornik wyrównawczy uformowany jako naturalny lub sztuczny, służy do magazynowania wody potrzebnej do zraszania. Szczególnie duże zastosowanie znajdują pompy tłokowe przy gnojowicowaniu, zwłaszcza w terenach górzystych. Wydajność tych pomp waha się w granicach 10—25 m3/godz, a zdolność podnoszenia wody wynosi około 100 m. Obecnie produkowane pompy tłokowe wyposażone są często w automatyczne regulatory ciśnienia, które zabezpieczają je przed przeciążeniem w wypadku zamknięcia przewodu tłocznego.

Nawadnianie mechaniczne

Nawadnianie mechaniczne za pomocą deszczowni umożliwia uzupełnianie wody w glebie na dużych obszarach bez względu na ukształtowanie terenu, łatwo można regulować intensywność opadu, a tym samym pozwala na ograniczanie strat wody do minimum. Urządzenie do zraszania pól składa się ze stacji pomp (agregatu pompowego), sieci podziemnych rur doprowadzających wodę pod ciśnieniem do poszczególnych działek pola oraz z nadziemnej sieci rur z urządzeniami zraszającymi (zraszaczami). Zależnie od zasięgu wody wyrzucanej przez urządzenie zraszające (zraszacze) rozróżniamy deszczownie dalekosiężne i bliskosiężne. Urządzenia do deszczowania można podzielić na deszczownie stałe, półprzenośne i całkowicie przenośne. Woda używana do nawadniania lub zraszania nie powinna zawierać składników szkodliwych dla życia i rozwoju roślin. Skład wody, zależnie od jej pochodzenia (ze źródeł, rzek, stawów, jezior lub ścieków), jest różny. Wody zawierające ługi lub kwasy pochodzące np. z papierni, cyn- kowni, garbarni, gazowni czy nawet kopalni są szkodliwe dla roślin. Wody wypływające z lasów i bagien, zawierające kwasy humusowe, nie są szkodliwe, lecz odwrotnie, wywierają bardzo korzystny wpływ na ubogie gleby piaszczyste, w których rozpuszczają trudno przyswajalne składniki pokarmowe gleby. Szkodliwe pośrednio są wody zawierające związki żelaza, które działają niekorzystnie na strukturę gleby, gdyż zaskorupiają ją, zaszlamowują i zatykają przestwory kapilarne. Obserwacje wpływu deszczowania na plonowanie roślin wykazały, że poszczególne gatunki i rodzaje roślin mają określone wymagania. Zraszanie roślin daje dopiero wtedy pełne korzyści, gdy jest wykonane , w określonych odcinkach okresu wegetacyjnego, w innych okresach zraszanie nie wpływa istotnie na zwiększenie plonu. Niektóre rośliny reagują na zraszanie dobrze bez względu na okres, w którym są zraszane. Są też takie rośliny, które zraszane w nieodpowiednim czasie wykazują zahamowanie rozwoju. Również temperatura powietrza w czasie zraszania odgrywa ważną rolę. Podwyższenie się średniej temperatury miesięcznej o 1°C wymaga zwiększenia wielkości opadu około 5 mm miesięcznie. Najlepsze wyniki osiąga się przy zraszaniu w czasie niesłonecznej, bezwietrznej pogody. Zraszanie w czasie silnego nasłonecznienia powoduje nadmierne straty wody przez parowanie. Najkorzystniejsze jest zraszanie w nocy, gdyż wtedy rośliny najlepiej wyzyskują doprowadzaną wodę. Przy zraszaniu należy dbać o równomierność zraszania pola, która zależy od siły wiatru i zmiany ciśnienia w poszczególnych zraszaczach, co znowu związane jest z długością rurociągu i odległością poszczególnych zraszaczy od agregatu pompowego. Ilość opadu mierzy się wysokością słupa wody w mm, który powstałby w ciągu minuty na zraszanej powierzchni, gdyby nie było wsiąkania wody w glebę ani parowania. Ilość opadu w czasie rzęsistego deszczu waha się w granicach 0,02—0,03 mm/min. Deszczownię dają znacznie większy opad.

Nawadnianie podziemne

Nawadnianie podziemne ma tę zaletę w porównaniu z innymi sposobami, że pozwala maksymalnie zmniejszyć straty wody spowodowane parowaniem, a tym samym najoszczędniej gospodarować zasobami wody. Do takiego nawadniania można stosować czystą wodę lub wody ściekowe. Jeżeli wykorzystuje się wody ściekowe, trzeba przewidzieć urządzenie służące do wstępnego ich przygotowania do nawadniania. Urządzenie takie składa się z komory, w której następuje fermentacja i gnicie części organicznych oraz z komory, w której odbywa się wzbogacanie wód ściekowych w tlen. Otwory wlotowe do kanałów są zaopatrzone w sita zatrzymujące grube zanieczyszczenia. Najkorzystniejsze warunki dla podziemnego nawadniania znajduje się na glebach średnich piaszczysto- gliniastych, leżących na nieprzepuszczalnym podłożu. Ostatnio oprócz rurek drenowych do nawadniania podziemnego stosuje się rury azbestowo-cementowe, których ściany boczne i dolne są nieprzepuszczalne, natomiast ściana górna jest porowata i przez te pory woda przesiąka do gleby. Rury takie układa się w odstępach od 0,5 do 3 m na głębokości około 0,4 m. Przy wykorzystaniu wód ściekowych nie można używać rur azbestowo-cementowych.

Nawadnianie zalewowe i stokowe

Nawadnianie zalewowe polega na pokryciu nawadnianego obszaru warstwą wody. Przy nawadnianiu zalewowym zamiast bruzd nawadniających wykonuje się na obszarze nawadnianym wałki w odstępach odpowiadających szerokości roboczej siewnika ciągnikowego lub wykonuje się głębokie bruzdy przechodzące przez krawędzie nawadnianych pasów pól,co pozwala na większą szerokość pasów niż szerokość robocza siewnika. Tego rodzaju nawadnianie przeprowadza się na uprawach roślin zbożowych i traw. Nawadnianie zalewowe wymaga równego terenu i dobrze wyrównanej powierzchni pola nawadnianego. Nawadnianie stokowe może być przeprowadzone na terenach o mniejszej równomierności powierzchni zraszanej i większym pochyleniu terenu. W tym wypadku zamiast wałków wykonuje się głębokie bruzdy, do których wpuszcza się wodę z głównych kanałów; w różnych punktach bruzdy buduje się grobelki, z których woda spływa na nawadniane odcinki pól. Wadami nawadniań zalewowego i stokowego są: duże zapotrzebowanie wody, niszczenie struktury gleby i uniemożliwienie dostępu powietrza do gleby w okresie zalewu. Przy sposobie stokowym również następuje niszczenie gruzełkowatej struktury gleby oraz tworzenie się na powierzchni roli skorupy, która w bardzo dużym stopniu zmniejsza przewiewność gleby.

Sposoby nawadniania i zraszania

Nawadnianie i zraszanie pól, łąk, ogrodów i sadów może być przeprowadzone grawitacyjnie albo mechanicznie. Nawadnianie grawitacyjne może być stosowane wszędzie tam, gdzie znajduje się naturalny spadek terenu, a woda może spływać samoczynnie (grawitacyjnie) do określonych miejsc. Najczęściej stosowane jest nawadnianie podsiąkowe (bruzdowe) oraz zalewowe lub stokowe. Ostatnio stosuje się też nawadnianie podziemne. Nawadnianie podsiąkowe (bruzdowe) polega na tym, że wodę doprowadza się do bruzd wykonanych w odstępach od 50 do 80 cm; woda ta płynąc wsiąka w dno i boki bruzd. Długość bruzd nawadniających, jak również ich rozstawienie zależą od rodzaju gleby i spadku terenu. Praktyczna długość bruzd nawadniających może wynosić od 30 do 130 m. Ilość wody podawanej do bruzd może być zmienna i zależy przede wszystkim od długości bruzd, spadku terenu oraz rodzaju gleby (mniej lub bardziej podsiąkliwa, lekka lub ciężka) i waha się w granicach od 0,1 do 0,5 1/sek. W bardzo nielicznych wypadkach ilość podawanej wody do każdej bruzdy może dochodzić do 1—1,5 1/sek. Nawadnianie bruzdowe ze względu na poziom napełnienia bruzd wodą można podzielić na trzy rodzaje. Nawadnianie za pomocą płytkich bruzd o głębokości od 10 do 15 cm i długości od 100 do 130 m przy ilości podawanej wody dla każdej bruzdy od 0,2 do 0,5 1/sek. Tego rodzaju nawadnianie stosuje się wszędzie tam, gdzie znajduje się względnie duże pochylenie terenu w granicach od 0,02 do 0,005 (%). Nawadnianie takie stosuje się przeważnie przy uprawie roślin zbożowych i traw, przy której głębsze bruzdy utrudniałyby mechanizację sprzętu. Nawadnianie za pomocą bruzd głębokich z niedużym napełnieniem wodą przeprowadza się na glebach średnich i ciężkich. Głębokość bruzd wynosi od 15 do 25 cm, długość zaś od 30 do 100 m, przy ilości wody podawanej do każdej z bruzd w granicach od 0,1 do 0,5 1/sek. Nawadnianie za pomocą bruzd głębokich z całkowitym napełnieniem wodą stosuje się na terenach odznaczających się małym kątem spadku i dużą podsiąkliwością (gleby lekkie). Ten sposób nawadniania odznacza się głębokością bruzd w granicach od 18 do 25 cm i długością około 60 m przy ilości podawanej wody do bruzd od 0,4 do 1,2 1/sek. Napełnienie bruzd wodą wynosi około 2/3 głębokości bruzdy.

Cel i efekty nawadniania pól

Celem nawadniania i zraszania pól jest dostarczenie uprawianym roślinom niezbędnej ilości wody potrzebnej do wytworzenia i uzyskania najwyższego plonu. W warunkach naszego klimatu suma opadów rocznych waha się w granicach od 500 do 600 mm (500 + 600 1 na 1 m2 powierzchni), co odpowiada w przybliżeniu ilości opadów potrzebnej dla roślin uprawnych, która wynosi przeciętnie 600 1 na 1 m2 powierzchni. Jednak rozkład opadów w okresie wegetacyjnym nie jest zgodny z zapotrzebowaniem wody przez rośliny, natomiast rozwój i plonowanie roślin zależą nie tylko od sumy opadów w roku kalendarzowym, lecz głównie od ich rozkładu w okresie wegetacyjnym. Ponieważ Polska pod względem klimatycznym znajduje się w strefie przejściowej między klimatem morskim a kontynentalnym, na jej terenie ścierają się ze sobą bardzo często wilgotne lub suche masy powietrza, powodując w efekcie długotrwałe susze lub częste deszcze. Takie kształtowanie się pogody stwarza konieczność dodatkowego uzupełniania w glebie wody w czasie niekorzystnego układu opadów w okresie wegetacji. Dlatego też przy intensywnej produkcji roślinnej istnieje potrzeba zraszania lub nawadniania pól w celu zapobieżenia zakłóceniom w rozwoju roślin spowodowanym brakiem wody. Korzyści wynikające ze zraszania roślin są bardzo duże, ponieważ uzyskuje się dzięki temu nie tylko ilościowy wzrost plonów, ale również poprawę ich jakości. Poprawa jakości plonu dotyczy przede wszystkim owoców, warzyw i kwiatów. Ponadto przez zastosowanie zraszania można przyspieszyć zbiór, np. wczesnych ziemniaków od 14 do 20 dni, ogórków od 14 do 18 dni, kalafiorów od 16 do 30 dni, co zapewnia producentowi uzyskanie znacznie wyższych cen na rynku. Badania wykazały, że wzrost plonów roślin na terenach zraszanych w porównaniu z plonami na terenach niezraszanych wynosi np. dla ziemniaków (kłęby) 63%, buraków cukrowych (korzenie) 25%, owsa (ziarno) 60%, żyta ozimego (ziarno) 37%. Wzrost plonów zraszanych warzyw jest jeszcze większy i np. dla selerów dochodzi do 200%, kapusty średnio o 50% itd. W jednym z doświadczeń stwierdzono, że przeciętny plon wczesnych ziemniaków z 1 ha był około 50% większy na terenach zraszanych w stosunku do niezraszanych. W omawianym doświadczeniu po zbiorze wczesnych ziemniaków na tym samym polu zasiano groch i zebrano do końca sierpnia 84 kwintale z 1 ha z terenów zraszanych, gdy tymczasem na terenach niezraszanych wegetacja poplonu była bardzo powolna i nie zebrano w ogóle żadnego plonu (ziarna) grochu. Stwierdzono również, że nawet chwilowy niedobór wody w okresie wegetacyjnym roślin wpływa nie tylko na zmniejszenie plonów, ale powoduje również drewnienie tkanek oraz gorzknienie bulw i zmniejszenie wartości odżywczej takich roślin jak rzodkiewka, kalarepa, szparagi itp. Przy odpowiednio wilgotnej glebie nasiona można umieścić znacznie płycej, co przyspiesza ich wschody i skraca okres wegetacji. Zasadnicze znaczenie w rolnictwie ma również nawadnianie użytków zielonych — zarówno łąk, jak i upraw motylkowych. Z odpowiednio zraszanych użytków zielonych uzyskuje się trzy, a niekiedy czterokrotnie większy zbiór pasz zielonych, co ma doniosłe znaczenie dla zwiększenia hodowli zwierząt w Polsce.