The purpose of the work is to study the single-cut layout of emitters in the feed zone of woody plants for compliance with the requirements of perennial orchards. In the course of the work, an analytical study of single-cut layouts of emitters in gardens with planting plans of 4.0 х 1.5 was carried out; 4.0 х 2.0; 5.0 х 3.0 m under conditions of light and heavy loamy, light clayey soils. The assessment of the layout of emitters was carried out according to the criteria "the proportion of the moistening zone from the feed zone" and "the minimum distance from the emitter to the tree trunk". When determining the parameters of the layouts of emitters in the garden, a method to predict the location and planned dimensions of soil moisture contours was used. In the course of the study, it was found that the use of a single irrigation module with one emitter for each tree under the considered technological and soil conditions will make it possible to moisten from 2 to 12% of the feed zone, and this does not correspond to the required moisture coefficient (10–50%). The use of 2 emitters per each plant, depending on the position of trees and the type of soil, will make it possible to moisten from 4 to 24% of the feed zone, which indicates their applicability for planting plans of 4.0 х 1.5 m and which is denser on mechanical composition heavy soils. The use of an odd number of emitters (but more than one) in a single-cut irrigation module is not allowed, as one of them will be located directly near the tree trunk (closer than 0.2 m). A single cut irrigation module in the studied soil and technological conditions does not meet the needs of perennial horticultural crops according to the considered criteria and is not recommended for drip irrigation of perennial orchards in the southern climatic zone. | Цель работы - исследование однониточной схемы расстановки капельниц в зоне питания древесных растений на предмет соответствия требованиям многолетних плодовых садов. В процессе работы проведено аналитическое исследование однониточных схем расстановки капельниц в садах со схемами посадки 4,0х1,5; 4,0х2,0; 5,0х3,0 м в условиях легко- и тяжелосуглинистых, легкоглинистых почв. Оценка соответствия схем расстановки капельниц проводилась по критериям "доля площади увлажнения от площади питания растения" и "минимальное расстояние от капельницы до штамба растения". При определении параметров схем расстановки капельниц в саду использовалась методика прогнозирования расположения и плановых размеров контуров влажности почвы. В процессе исследования установлено, что применение однониточного поливного модуля с одной капельницей на каждое дерево в рассмотренных технологических и почвенных условиях позволит увлажнить от 2 до 12% площади питания, это не соответствует требуемому коэффициенту увлажнения (10–50%). Использование двух капельниц на каждое растение в зависимости от схем расстановки деревьев и типа почвы позволит увлажнить от 4 до 24% площади питания, что свидетельствует об их применимости для схем посадки 4,0х1,5 м и плотнее на тяжелых по механическому составу почвах. Применение нечетного количества капельниц (но более одной) в однониточном поливном модуле не допускается, так как одна из них будет расположена непосредственно около штамба дерева (ближе 0,2 м). Однониточный поливной модуль в исследованных почвенных и технологических условиях не соответствует потребностям многолетних плодовых культур по рассмотренным критериям и не рекомендуется для капельного полива многолетних плодовых садов в южной природно-климатической зоне.

The research purpose is to determine the parameters and justification of the design of the irrigation module of the drip irrigation system for orchards. Typical crop planting patterns in an orchard, microclimatic, soil and technological conditions of drip irrigation are considered as initial factors. The results of the study were obtained in the process of generalizing the methods and recommendations for predicting the technological parameters of the drip irrigation network. A methodology was developed for justifying the irrigation module design, which provides for establishing: the crop nutrition zone area; coefficient determining the nutrition zone area to be moistened; diameter and area of the horizontal projection of the soil moisture contour; the number of moisture contours and emitters ensuring their formation; arrangement diagrams for emitters in the plant nutrition zone. As a criterion for choosing the design of an irrigation module, the ratio of the area of moistened soil space required for cultivating plants and the area of drip soil moisture zones formed by the irrigation module is taken. The methodology was tested on an irrigation module in single- and double-line versions. A single-line irrigation module meets the needs of perennial fruit crops in areas with a natural moisture coefficient of 1.0, and in rare combinations of conditions with a coefficient of 0.8. The double-line irrigation module consistently provides the required soil moisture area in areas with a natural moisture coefficient of at least 0.6 and cannot form the required moisture area for the nutrition zone of fruit crops in areas with a moisture coefficient of 0.4. For drip irrigation of perennial fruit crops in areas with a moisture coefficient of not more than 0.6, it is proposed to use an irrigation module with three drip lines. | Цель исследований - определение параметров и обоснование конструкции поливного модуля системы капельного орошения плодовых садов. В качестве исходных факторов рассмотрены характерные схемы посадки культур в плодовом саду, микроклиматические, почвенные и технологические условия капельного полива. Результаты исследования получены в процессе обобщения методик и рекомендаций по прогнозированию технологических параметров капельной поливной сети. Разработана методика обоснования конструкции поливного модуля, которая предусматривает установление: площади зоны питания культуры; коэффициента, определяющего площадь зоны питания, подлежащей увлажнению; диаметра и площади горизонтальной проекции контура увлажнения почвы; количества контуров влажности и капельниц, обеспечивающих их формирование; схемы размещения капельниц в зоне питания растений. В качестве критерия для выбора конструкции поливного модуля принято соотношение необходимых для культивирования растений площади увлажняемого почвенного пространства и площади формируемых поливным модулем зон капельного увлажнения почвы. Апробация методики проведена на поливном модуле в одно- и двухниточном исполнении. Однониточный поливной модуль соответствует потребностям многолетних плодовых культур на территориях с коэффициентом природного увлажнения, равным 1,0, и в редких сочетаниях условий при коэффициенте 0,8. Двухниточный поливной модуль стабильно обеспечивает требуемую площадь увлажнения почвы на территориях с коэффициентом природного увлажнения не менее 0,6 и не может сформировать требуемую площадь увлажнения зоны питания плодовых культур на территориях с коэффициентом увлажнения 0,4. Для капельного полива многолетних плодовых культур на территориях с коэффициентом увлажнения не более 0,6 предложено использовать поливной модуль с тремя капельными линиями.

Разрабатывали компоновочно-конструктивную схему двухниточного поливного модуля (ПМ) системы капельного орошения, обеспечивающую эффективный капельный полив многолетних древесных плодовых культур, возделываемых в садовых насаждениях. Основные требования к схеме ПМ: обеспечение требуемой доли площади увлажнения, обеспечение регламентируемого расстояния между штамбом древесного растения и ближайшей к нему капельницей не менее 0,2 м, обеспечение возможности периодического изменения положения капельниц относительно штамба растения. При разработке схемы ПМ использовались методы поискового конструирования. Предложена конструктивная схема двухниточного ПМ, предназначенного для капельного полива одного ряда растений в многолетнем древесном плодовом насаждении, которая включает две симметрично расположенные относительно оси ряда растений поливные линии с устроенными в них капельницами. Для использования в качестве поливных линий рекомендуются капельные трубки с толщиной стенки от 0,8 до 1,2 мм. Капельные линии располагаются на опорах на высоте 50 см от поверхности земли и имеют возможность изменения позиции относительно оси ряда растений. Головной и концевой узлы ПМ подключены к подающему и отводящему трубопроводам через гибкие водоводы. В концевой части ПМ предусмотрена возможность сбора и отвода промывной воды (раствора). Предложенное конструктивное решение двухниточного ПМ капельной оросительной сети, позволит увеличить долю площади увлажнения от площади питания каждого растения до нормативных значений, обеспечит эффективный полив корнеобитаемого почвенного пространства на разных стадиях роста и развития растений, замедлит процессы деградации почв при капельном поливе. | There was develop a design-layout scheme for a two-line watering module (WM) of a drip irrigation system, providing effective drip irrigation of perennial tree fruit crops cultivated in garden plantings. The main requirements for developing a WM scheme are: ensuring the required proportion of moisture area, ensuring a regulated distance between the woody plant stem and the nearest emitter at least 0.2 m, ensuring the possibility of periodically changing the emitter position relative to the plant stem. When developing the scheme of the WM, the methods of search design were used. A constructive scheme of a two-line irrigation module intended for drip irrigation of one row of plants in a perennial tree fruit plantation is proposed, which includes two irrigation lines symmetrically located relative to the axis of a row of plants with emitters arranged in them. Drip tubing with wall thickness from 0.8 to 1.2 mm is recommended for use as irrigation lines. Drip lines are located on supports at a height of 50 cm from the earth's surface and have the ability to change their position relative to the axis of a row of plants. The head and tail structure of the IM are connected to the supply and discharge pipelines through flexible water conduits. The end part of the WM provides for the possibility of collecting and discharging wash water (solution). The proposed constructive solution for a two-line WM of a drip irrigation network will allows: increasing the proportion of the moistening area from the area of nutrition of each plant to the standard values, will ensure effective watering of the root-inhabited soil space at different stages of plant growth and development, slow down the processes of soil degradation during drip irrigation.