Nawadnianie kropelkowe to proces powolnego, równomiernego

2007/2
Nawadnianie kropelkowe - proces
powolnego, równomiernego dozowania
wody dprzewo-dów lub taśm,
Jan Brzozowski
poprzez kroplowniki
do gleby
Zygmunt Miatkowski
IBMER
02-532 Warszawa
Rakowiecka 32
tel.022 542 11 15
fax 022 452 11 06
IMUZ W-POB
ul. Glinki 60
85-174 Bydgoszcz
tel./fax 052 375 01 07
Streszczenie
Nawadnianie w wielu regionach Świata jest konieczne
do prowadzenia produkcji rolniczej. Znaczenie
nawodnień w sytuacji ocieplania się klimatu nabiera
jeszcze większego znaczenia.
Przy grożącym deficycie wody konieczne jest
oszczędne i precyzyjne dozowanie wody jako jednego
z najważniejszych czynników produkcji. Systemy
nawadniania
kropelkowego
zaopatrzone
w
automatyczną regulację są najoszczędniejszym
rozwiązaniem w dziedzinie irygacji. Zarówno
nadmierne jak i zbyt niskie dawki wody szkodzą
zarówno środowisku naturalnemu jak i obniżają jakość
plonów. W jasny i prosty sposób podano zalety wady
jak i opis systemu nawadniania kropelkowego.
Wstęp
Nawadnianie kropelkowe to proces powolnego, równomiernego dozowania wody z
przewodów lub taśm, poprzez kroplowniki do gleby. Przewody zasilające mogą być
podwieszane (sady, krzewy owocowe) leżeć na powierzchni ziemi lub pod powierzchnią
(rzędowe uprawy polowe). Szczególnie oszczędne i efektywne są systemy z nawadnianiem
podziemnym (SDI), z możliwością dodawania do wody nawozów lub/i środków ochrony
roślin, oraz automatycznie sterowane (w zależności od aktualnych potrzeb roślin). W tych
warunkach szczególnie warzywa reagują znacznym wzrostem plonów i podniesieniem ich
jakości, co silnie związane jest z uzyskiwaną ceną na rynku.
Systemy SDI są korzystne względu na:
 Uzyskiwanie podwyższonych plonów o wysokiej jakości handlowej.
 Oszczędne stosowanie wody,
 Efektywne nawożenie w optymalnych dawkach i czasie,
 Stosowanie środków ochrony roślin i nawozów bezpośrednio w strefie korzeniowej,
jest szczególnie przyjazne środowisku ze względu na bardzo dobre ich wykorzystanie
i bardzo niskie emisje do środowiska.
 Nawadnianie kropelkowe redukuje kontakt liści roślin uprawnych z wodą, dzięki
czemu ogranicza rozprzestrzenianie się chorób grzybowych. Podczas nawadniania
podziemnego parowanie gruntu jest bardzo silnie ograniczane a erozja nie występuje.
 Nawet przy występowaniu dużych różnic w prędkości wsiąkania wody na jednym
polu, nawadnianie kropelkowe może być stosowane w przeciwieństwie do innych
systemów nawadniania.
 Możliwość stosowania podczas silnych wiatrów i przymrozków, oraz możliwość
równoległego wykonywania innych prac.
 Łatwość automatyzacji, łącznie z odkażaniem gleby.
 Możliwość stosowania wód zdegradowanych (odcieki z sączków)
 W niektórych wypadkach umożliwia uzyskiwanie dwu lub trzech plonów rocznie
Z techniczno organizacyjnego punktu widzenia nawożenie kropelkowe jest korzystne gdyż:
 Można je stosować w przypadku nieregularnych pól, pofałdowanych i o zmiennych
spadkach i zmiennej chłonności wody.
 Nawadnianie i zasilanie jest zorientowane na rośliny plonu i wykorzystywanie wody
oraz składników pokarmowych przez chwasty jest znacznie utrudnione. Obniżane są
koszty zwalczania chwastów i nawożenia.
 W przypadku znacznych ograniczeń dostępności wody lub jej wysokiej ceny tylko
nawadnianie kropelkowe może być opłacalne.
 Dobieranie odpowiednich terminów i dawek nawożenia nie stwarza problemów
 System nawadniania umożliwia pozostawienie ścieżek komunikacyjnych dla
ciągników i maszyn.
Wady systemu nawadniania kropelkowego:
 Cena systemu nawadniania kropelkowego dla hektara upraw W USA waha się
pomiędzy 4800 PLN a około10200 PLN. Na początek zalecane jest wypróbowanie
prostych tanich systemów na małej powierzchni z możliwością ich dalszej
rozbudowy. Część wydatków to koszt urządzeń, które będą wykorzystywane przez
wiele lat, część to robocizna koszt wody i jej utylizacji.
 Zarówno rury jak i taśmy doprowadzające wodę wymagają obsługi i przeglądów.
Emitery (kroplowniki) łatwo ulegają zapchaniom przez ziarenka piasku lub inne
zanieczyszczenia. Woda wymaga filtracji oraz sprawdzenia jej składu
chemicznego. Okresowe płukanie przewodów chlorowymi roztworami usuwa
2



osady wapienne i zabija algi i bakterie rozmnażające się w przewodach
(zapewniając równomierne nawadnianie).
W zależności od stosowanych specyfików w ochronie roślin, szczególnie
aktywowanych przez opady deszczu, program ochrony będzie musiał być
zmieniony.
Po sezonie trzeba pamiętać o usunięciu taśm przed głębszą uprawą gleby. Zebrane
taśmy muszą być poddane utylizacji. Podjęcie decyzji o nawadnianiu
kropelkowym musi być dobrze przeanalizowane i musi zapewniać opłacalność.
Szczególnie ostrożnie należy szacować koszty zmiany jednego systemu
nawadniania na inny.
System wymaga wysokich kwalifikacji obsługi i nadzoru.
Projekt
Projektowanie należy rozpocząć od wydzielenia na polu obszarów jednolitych lub podobnych,
jeżeli chodzi o właściwości gleby, spadek i planowany rozstaw rzędów. Z drugiej strony
trzeba dokładnie określić potrzeby nawodnień poszczególnych roślin i do tych potrzeb dobrać
wymagany sprzęt i urządzenia kontrolno pomiarowe. W przeważającej ilości wypadków w
USA dla roślin wieloletnich stosuje się przewody rurowe czasem podwieszane, (aby
przeciwdziałać wrastaniu korzeni roślin w kroplowniki) a taśmy dla upraw polowych. Istnieje
wiele systemów a mieszanie ich musi być dokładnie przemyślane. W przypadku upraw z
siewu, szczególnie ważna jest głębokość, na którą zakopana jest taśma. Zbyt duża głębokość
może powodować niewystarczające podsiąkanie i nierówne wschody. Równie ważna jest
odległość pomiędzy kroplownikami.
Projekt musi brać pod uwagę nie tylko kształt planowanych pól, ale również różnice
wysokości występujące na polu, różnice w wilgotności pola itp. Dobrze zaprojektowany
system lub raczej jego jednorodny fragment przedstawiono na rys.1
Rysunek 1 Schemat systemu nawadniania kropelkowego Źródło: 1
3
Dane techniczne linii kroplujących różnych producentów -podano w tabeli 1
Producent
nazwa taśmy
Średnica
[mm]
Chapin
Watermatics
(podwójna
ścianka)
16
22
Drip tape
(tiger type)
16
22
Eurodrip
16
22
25
Netafim
16
22
25
Roberts
Irrigation
(RO_DRIP)
16
19
22
T-System
International
10
16
22
35
ToroAG
16
22
35
Grubość
ścianki
[mm]
0,1
0,15
0,2
0,25
0,38
0,125
0,15
0,20
0,25
0,30
0,15
0.20
0,25
0,30
0,38
0,15
0,20
0,25
0,31
0,38
0,125
0,15
0,2
0,25
0,38
0,15
0,2
0,25
0,38
0,15
0,2
0,25
0,38
Odległość pomiędzy
kroplownikami [mm]
Wydatek
kroplownika
[l/godz.]
50 100 200 225 300 400
600
0,5 – 2,5
108 216 324 438
0,6 0,8 1,1
215,4
0,6 1 1,5
2,3 3,8
>18
0,6 0,8 0,9
1,3 1,8 2,3
100 200 300 400 600
0,5 0,7 0,8
0,9 1 1,3
1,9
0,5 0,7 0,8
100 150 200 300 400 450 1 1,1 1,3
600
1,5 1,6 1,7
2,5
100 200 300 400 600
0,5 0,6 0,8
1 1,3
Tabela 2. Potrzeby i niedobory wodne w okresie wegetacji wybranych roślin uprawy polowej
i użytków zielonych w zlewni Zgłowiączki. źródło: 3
Roślina
Okres wegetacji
żyto
pszenica ozima
jęczmień jary
owies
ziemniaki wczesne
ziemniaki późne
pastwiska polowe
kukurydza na ziarno
rzepak
lucerna
kwiecień – lipiec
kwiecień - lipiec
kwiecień – sierpień
kwiecień – lipiec
kwiecień – lipiec
kwiecień – wrzesień
kwiecień – wrzesień
kwiecień – wrzesień
kwiecień – lipiec
kwiecień – wrzesień
Potrzeby wodne
(mm)
250 – 280
270 – 300
360 - 370
290 – 340
280 – 330
430 – 480
450 – 530
450 - 480
350 – 400
450 - 500
Niedobory wodne (mm)
20 – 40
60 – 80
50 - 70
30 – 50
50 – 100
100 – 150
90 – 120
50 – 70
20 – 30
80 – 100
4
buraki cukrowe
buraki pastewne
marchew
warzywa wczesne
warzywa późne
rośliny i krzewy
jagodowe
sady
łąki 3-kośne
kwiecień – wrzesień
kwiecień – wrzesień
maj – wrzesień
maj – lipiec
maj – wrzesień
zróżnicowany
500 – 550
450 - 540
480 – 530
250 – 400
500 – 600
500 – 600
50 – 100
80 – 100
150 – 200
50 – 200
200 – 300
170 – 250
zróżnicowany
kwiecień - wrzesień
600 – 800
450 - 500
200 – 400
50 – 150
Problemy dotyczące wschodów nasion
W przypadku problemów z podsiąkaniem wody na głębokość siewu nasion, warto mieć
przygotowane mobilne urządzenie zraszające.
Obsługa linii kroplujących
Uzupełnianie ewapotranspiracji roślin jest najlepszym wskaźnikiem dla nawodnień. Zbyt
duża dawka wody jest bardziej szkodliwa niż lekki deficyt. Aby dostarczać dawki optymalne
należy monitorować zawartość wody w glebie i szacować ewapotranspirację roślin zależną od
warunków atmosferycznych i gatunku uprawy. Dla roślin płytko korzeniących się należy
uzupełniać deficyt wilgotności gleby tylko dla warstwy do 30 cm.
Kontrola nieszczelności
Nieszczelności występują na ogół nieoczekiwanie jako rezultat działania zwierząt insektów
lub ludzi, również w przypadku niewłaściwie wykonanych zabiegów agrotechnicznych.
Konieczna jest częsta inspekcja linii kroplujących i obserwacja wskazań ciśnieniomierzy i/lub
przepływomierzy. Naprawa linii powinna być jak najszybsza ze względu na nierównomierne
nawadnianie.
Nadzór oraz standardowa obsługa systemu
Ze względu na ukrycie linii kroplujących oraz na skomplikowanie systemu zarówno nadór jak
i kwalifikacje pracowników powinny być wysokie i to nie tylko ze w przypadku
zautomatyzowania procesów roboczych.
Rysunek 2 Rozwijanie linii kroplującej.
Rysunek 3 Widok pasa cebuli nawadnianej kropelkowo
Rys 2 i 3 Źródło: 2
Bibliografia
1. C. Shock 2006 Drip Irrigation An Introduction.
2. http://www.cropinfo.net/W-128/w128.html Reducing Barriers to Adoption of Microirrigation
3. L. Łabędzki Potrzeby wodne roślin uprawnych i potrzeby nawodnień w zlewni rzeki
Zgłowiączki
5