Технологический процесс аэрозольного орошения должен тесно увязываться с агротехникой. Высокое качество увлажнения в период закладки и формирования генеративных органов способствует повышению продуктивности посева, а следовательно, и получению гарантированного урожая независимо от складывающихся погодных условий года.
При анализе процессов аэрозольного орошения исследуют распределение воды по листовой поверхности почвы под растениями и снесенных ветром за пределы увлажняемого поля, а также испарение. При этом рассматривают период от распыления жидкости (средний размер капель, распределение их размеров) до осаждения капель воды на листьях растений, последнее имеет определяющее значение для эффективности аэрозольного орошения.
Большое значение имеет и соударение капель с поверхностью листьев растений, в результате которого капля может прилипнуть к поверхности, отскочить или скатиться с нее. Степень растекания капель аэрозоля по поверхности листьев растений во многом зависит от смачивания этих поверхностей жидкостью. Если жидкость хорошо смачивает поверхность – то осевшие на ней капли сильно растекаются. На полностью смачиваемой поверхности жидкость распределяется в виде сплошной пленки определенной толщины, избыток воды стекает. Если смачивание плохое, то капли не растекаются по поверхности и легче скатываются с нее.
Смачивание листа в сильной степени зависит от его морфологии и состава поверхностных тканей. Хорошо смачиваются листья с гладкой поверхностью, не имеющие сильного воскового налета (листья свеклы, фасоли, лимона, горчицы). В то же время многие растения (горох, лен, капуста, люцерна) имеют плохо смачивающиеся листья.
Удержание мелкораспыленной воды листьями растений определяется углом падения капель, их размером, нормой расхода жидкости видом растений. Угол падения капель – важный фактор удержания на растении. При увеличении угла падения удержание капель на листьях резко уменьшается. В исследованиях по аэрозольному орошению сельскохозяйственных культур, проведенных в ВолжНИИГиМ капли диаметром 100-150 мкм удерживались некоторыми культурами (пшеница, кукуруза) даже при вертикальном положении поверхности листьев.
Крупные капли диаметром 500-700 мкм скатываются с листьев пшеницы, капусты, в то время как на листьях кукурузы, картофеля, сои эти капли удерживаются достаточно хорошо. Листья люцерны лучше увлажняются каплями диаметром 300-500 мкм. Капли диаметром больше 800 мкм частично стекают с поверхности ее листьев. Распыление воды на очень мелкие капли снижает эффективность аэрозольного орошения за счет увеличения интенсивности испарения капель, энергозатрат. Такие капли сильно подвержены влиянию ветра. Нижним пределом среднего диаметра капель при аэрозольном орошении можно считать 100-150 мкм. Оптимальный диаметр капель – 500-600 мкм.
Абсолютное удержание воды растениями определяется общей площадью их листовой поверхности. Так, картофель в начале вегетационного периода имеет площадь листового покрова меньше площади почвы, занятой посевом, а в середине вегетационного периода (фаза бутонизации-цветения) эта площадь превышает площадь почвы в 5-6 раз (листья растений располагаются в несколько ярусов). В связи с этим интенсивность аэрозольного орошения и диаметр капель должны увеличиваться во время вегетации, так как возрастает водоудерживающая способность посева.
По данным ВолжНИИГиМ, при одинаковой дисперсности между разовой нормой полива и степенью покрытия растений водой существует линейная зависимость. При одинаковой норме степень покрытия увеличивается обратно пропорционально диаметру капель. Для увеличения степени покрытия необходимо или увеличивать разовую норму увлажнения, или уменьшать диаметр капель.
Нормы разового увлажнения влияют на степень и длительность изменения параметров фитоклимата посева. Распыленная вода должна удерживаться листовым покровом, находясь обычно в пленочном или капельном состоянии. Практически капельной влагой покрываются в основном листья верхнего яруса, а листья нижних ярусов увлажняются стекающей жидкостью. Средняя норма разового увлажнения в зависимости от вида растений и их возраста составляет 0,6-1,2 м3/га. Минимальная норма разового воздействия, обеспечивающая повышение влажности воздуха на 15-17 %, не должна быть менее 0,15-0,20 м3/га.
Интервал между увлажнениями – важный показатель, влияющий на технико-экономические параметры средств аэрозольного увлажнения. При испарении капель воды температура воздуха и посева снижается, а влажность воздуха в среде посева повышается. Испарение капель при аэрозольном орошении происходит на трех этапах: при формировании факела распыленной воды, при транспортировке капель ветром, после осаждения их на листья растений. Постепенно влияние импульса аэрозольного орошения ослабевает, а значения параметров фитоклимата увлажненного посева и почвы, где аэрозольное орошение не проводилось, сближаются. Этот промежуток времени по параметрам фитоклимата различен. Поэтому интервал между увлажнением устанавливается по времени испарения капель, а также периода последействия, который в 1,5 – 2 раза превышает время испарения. На посевах сельскохозяйственных культур рекомендуется выдерживать часовой цикл увлажнений.
