Выращивание и обеспечение хорошей урожайности плодово-ягодных и овощных культур, цветов, декоративных растений требует их регулярного и качественного полива.
При выращивании овощных и цветочных культур с применением технологий капельного полива важнейшим фактором является питательный раствор. Вода является основой для его приготовления и к ней традиционно предъявляются самые высокие требования.
Основными источниками водоснабжения теплично-парниковых хозяйств являются воды поверхностных источников, вода из артезианских скважин и колодцев, а также в небольших масштабах дождевые воды.
Вода в тепличних хозяйствах расходуется в основном по следующим направлениям:
- в качестве основы для приготовления питательного раствора для полива
- для обогрева производственных помещений
Основные контролируемые показатели воды:
- общее солесодержание, то есть концентрация всех растворенных солей
- общая щелочность, как показатель содержания бикарбонатов
- содержание натрия, хлора, общего железа, бора и др.
- концентрация магния и кальция
- рН
- взвешенные вещества
- общее микробное число и виды патогенной микрофлоры
Влияние некоторых показателей воды на технологические процессы:
- при беспочвенном выращивании растений ионы кальция и магния с накоплением в питательном растворе или субстрате в высоких концентрациях подавляют поглощение калия.
- содержание бикарбонатов ( HCO3 ) определяет нейтральную или щелочную реакцию при гидролизации воды, и для гидропонного способа выращивания вода питательных растворов должна содержать не более 4 мг*экв/л HCO3 . При этом, концентрация бикарбонатов должна быть меньше суммы ионов Ca и Mg. Для растений, нормальный рост которых обеспечивается в кислой почве, высокая щелочная реакция почвы чревата заболеванием хлорозом.
- высокое содержание ионов Ca и Mg в воде для приготовления растворов твердых комплексных удобрений (особенно с содержанием фосфатов), приводит к образованию нерастворимого осадка, в результате чего забивается поливное оборудование и увеличивается общий расход удобрений.
- с целью доведения реакции рН питательного раствора до уровня, наиболее благоприятного для выращиваемых культур, проводится его коррекция. Повышенная величина общей щелочности приводит к увеличенному расходу азотной и ортофосфорной кислот.
- избыток натрия в воде снижает лежкость выращиваемых культур и поглощение калия.
- содержание хлоридов положительно влияет на плотность плодов, однако избыточная концентрация приводит к снижению урожайности
- высокое содержание взвешенных веществ с большим микронным составом влияет на бесперебойность функционирования оросительных систем тепличних комплексов
- повышенное содержание двухвалентного железа приводит в результате свого окисления к забиванию поливочного оборудования, а почва окрашивается в рыжий цвет
- при высокой величине общей жесткости возникает проблема накипеобразования в нагревательном оборудовании – котлов, теплообменных аппаратов, используемых для обогрева теплиц. Это приводит в первую очередь к увеличению энергопотребления, а далее к выходу оборудования из строя
- добавки к поливной воде (удобрения, стимуляторы роста) являются идеальной питательной средой для развития патогенной микрофлоры, в результате чего в почве или инертных субстратах накапливаются микроорганизмы-возбудители болезней (чёрная ножка, кила, белая гниль, галловая нематода, фитофтороз и др.) и вредные насекомые, развитие которых связано с водой. Образование биоплёнки внутри водопроводных труб, капельниц, форсунок и клапанов приводит к недополучению растениями необходимого объема питательного раствора и распространению инфекций, оказывающих серьезный ущерб производству
Актуальной проблемой для тепличных хозяйств является вопрос повторного применения дренажных вод.
Для нормального роста и функционирования корневой системы выращиваемых культур часть питательного раствора необходимо сбрасывать в дренаж – в среднем порядка 30% в сутки – что обеспечивает заданную величину увлажнения субстрата без его засоления.
Однако вместе с дренажным стоком происходят потери исходной воды и питательных веществ, напрямую отражающиеся на себестоимости выпускаемой продукции и часто влекущие за собой штрафные санкции экологических инспекций.
Экономически оправдано такой дренажный сток собирать и использовать повторно. Вместе с тем, собираемый дренаж содержит большое количество взвешенных веществ и микробиологических загрязнений, поэтому перед повторным использованием необходима его механическая очистка и обеззараживание.
Механическая очистка достигается комбинацией дисковой фильтрации и полировочных фильтров тонкой очистки градиентом фильтрации 1 мкм. Последующая ступень - обеззараживание - происходит с применением систем ультрафиолетовой дезинфекции, систем обеззараживания диоксидом хлора, либо с применением современных установок ультрафильтрационной обеспложивающей фильтрации.
Таким образом, для достижения требуемых показателей качества технологической воды в большинстве случаев возникает необходимость применения комплексных систем водоподготовки, в которые могут входить системы механической очистки, Na-катионирования, обезжелезивания, мембранной деминерализации, УФ-обеззараживания, ультрафильтрации.
Оптимальная технологическая схема водоподготовки подбирается исходя из химсостава исходной воды, ее происхождения, требуемой производительности.
