Uvod: izvan tradicionalnog kapanja
Mnogi komercijalni uzgajivači kupuju sustave za navodnjavanje kapanjem nadajući se preciznosti. Umjesto toga, suočavaju se sa stalnim problemima. Ovaj članak nadilazi teoriju. To je potpuni vodič za tehnologiju navodnjavanja kap-niskog protoka. Izgradili smo ga koristeći dvije godine podataka o stvarnom tržištu i opsežnog testiranja na terenu. Razložit ćemo tehnologiju navodnjavanja kap-niskog protoka i pokazati vam jasan put do bolje učinkovitosti i profita.
-
Skriveni troškovi "dovoljno dobrog"
Tradicionalni sustavi navodnjavanja kap po kap rade bolje od metoda navodnjavanja navodnjavanjem ili prskanjem. Ali često donose vlastite frustracije.
Velike razlike u protoku kroz jedan blok stvaraju neujednačen rast i zrelost usjeva.
Voda i gnojivo se troše površinskim otjecanjem i dubokom drenažom ispod zone korijena.
Uzgajivači se stalno bore da uravnoteže početne troškove sustava s-dugoročnom izvedbom i izdržljivošću.
-
Tehnologija niskog-protoka
Navodnjavanje kapanjem s-niskim protokom predstavlja revoluciju-pokrenutu podacima u preciznoj poljoprivredi. To nije samo drugačiji proizvod. To je drugačiji način razmišljanja o operacijama.
Ovaj vam vodič daje jasno, praktično razumijevanje tehnologije niskog{0}}protoka. Naučit ćete što je to, zašto radi i kako ga uspješno koristiti.
Preći ćemo s osnovnih definicija na dokazane studije slučaja. Vidjet ćete kako ova tehnologija rješava kritične izazove moderne poljoprivrede. Ovo je vaš put do bolje učinkovitosti navodnjavanja i nižih operativnih troškova.
Jezik preciznosti
Da biste ovladali bilo kojom tehnologijom, prvo morate razumjeti njezin jezik. Navodnjavanje kapanjem definirano je temeljnim tehničkim parametrima. Oni određuju koliko će dobro funkcionirati na terenu.
Brzina protoka emitera (L/h)
Ispuštanje vode jednog emitera na cijevi za navodnjavanje kapanjem unutar jedinice vremena obično se mjeri u litrama na sat (L/h). U uvjetima referentne temperature od 23±3 stupnja, ispuštanje vode po satu iz jednog emitera pri njegovom nazivnom radnom tlaku ključna je osnova za projektiranje, izbor i planiranje sustava za navodnjavanje.
Za poljske usjeve, brzine protoka emitera koje obično nudimo uključuju 1,6, 1,1 i 0,8 litara na sat. Protok velike većine proizvoda na tržištu veći je od 1 litre na sat. Stoga se "nizak protok" na koji sada mislimo uglavnom odnosi na kapaljke s protokom manjim od 1 litre na sat.
Ključno je napraviti razliku između brzine protoka koju proizvođač reklamira i stvarne brzine protoka koju dobijete na terenu. Dizajn sustava i kvaliteta komponenti određuju-izvedbu u stvarnom svijetu.
Razmak emitera (cm)
Razmak emitera je udaljenost između uzastopnih emitera duž linije kapanja. Obično se mjeri u centimetrima.
Za većinu velikih{0}}poljskih usjeva uobičajeni razmaci su 20 cm, 25 cm i 30 cm.
Druge marke proizvoda za navodnjavanje kapanjem također nude modele s razmacima kapaljki od 10-15 cm. Kako se razmak kapaljke smanjuje, brzina protoka po jedinici duljine kapaljke raste, što značajno skraćuje jednostranu ugradnju kapaljke.
Razmak kapaljke (m)
Temeljni princip postavljanja kapaljke trake je"pokrivanje zone korijena usjeva prema potrebi".To znači određivanje područja pokrivenosti (jedan red/više redova) i specifičnog položaja kapaljke na temelju razmaka reda usjeva, gustoće sadnje i karakteristika distribucije korijena. Krajnji cilj je postići dvostruke ciljeve"precizan dovod vode do zone korijena + optimalni trošak opreme".Različiti obrasci sadnje (kao što su široki-uski redovi, jednaki razmaci redova i razbacana gusta sadnja) izravno određuju izgled trake za kapanje.
(1) Širok-uzorak sadnje uskih redova: cijev za navodnjavanje kap po kap ukopana u uske redove, pokrivajući 2 reda usjeva
Tipični usjevi i parametri sadnje
Kukuruz:Uzorak širokog-uskog reda "uzak red 35-40 cm + širok red 80-85 cm" tipičan je primjer pokrivenosti više reda. U tom slučaju okapnica se polaže u sredinu uskog reda, dubine 2-4 cm (plitko ukopavanje), pokrivajući zone korijena dva reda kukuruza istovremeno.
Drugi prikladni usjevi:Pamuk, soja i drugi usjevi s uzgojem u redovima, koji obično koriste uski razmak redova od 30-50 cm i širok razmak redova od 60-90 cm, također su prikladni za pristup "zakopavanja uskog reda, pokrivajući 2 reda".
Prednosti instalacije
Bliže korijenskoj zoni:Kada je okapnica zakopana u uski red, voda će se brzo širiti vodoravno nakon ispuštanja, učinkovito pokrivajući zonu korijena oba susjedna reda, čime se smanjuje duboko procjeđivanje (osobito vidljivo u pjeskovitim tlima).
Ušteda troškova:U usporedbi s "jednom cijevi po redu," količina korištene kapaljke može se smanjiti za 50% (npr. za kukuruz, širok-uski raspored reda štedi 60% kapaljke u usporedbi s ravnomjernom sadnjom u redovima), bez utjecaja na upravljanje širokim redom za uzgoj.
(2) Obrazac sadnje s jednakim razmakom redova: "Pokrivenost jednim redom" i "Pokrivenost više-redova", određeno razmakom reda
Razmak redova > 1 m: jedan red po cijevi, kako bi se izbjegla nedovoljna pokrivenost
Tipični usjevi:Voćke (npr. jabuke, naranče s razmakom u redu od 4-6 m), visoke gospodarske kulture (npr. šećerna trska, razmak u redu 1,2-1,5 m).
Logika ugradnje: Ako je razmak redova prevelik, jedna okapna traka ne može pokriti zone korijena susjednih redova. U ilovastim tlima horizontalno širenje zone vlaženja je oko 50-60 cm. Stoga duž svakog reda usjeva mora biti položena jedna okapna traka. Ako je razmak u redu za voćke veći od 4 m, a tlo je ilovača ili bolje, mogu se postaviti dvije okapne trake duž jednog reda (postavljene s obje strane izbočine krošnje), ali bez uključivanja "višerednog pokrivanja".
Razmak redova 0,3-1 m: jedan red po cijevi ili dva reda po cijevi, prilagođeno na temelju vrste tla
Tipični usjevi: povrće (npr. rajčice, krastavci s razmakom redova 0,5-0,8 m), guste sadnje ratarskih usjeva (npr. pšenica, razmak redova 15-20 cm, gusta sadnja).
Logika instalacije:Ako je tlo ilovasto (s jakim kapilarnim upijanjem), kada je razmak između redova 0,8-1 m, jednom okapnom trakom mogu se prekriti dva reda (osiguravajući da se zona vlaženja prostire preko 80 cm). U pjeskovitim tlima (sa slabim vodoravnim razmakom, samo 30-40 cm), potreban je raspored "jedan red po cijevi" kako bi se izbjegla neadekvatna pokrivenost vodom za susjedne redove.
(3) Rasprostranjeni uzorak guste sadnje: mali razmak, jedna cijev pokriva više redova (3 reda i više)
Tipični usjevi i parametri sadnje
Pšenica, travnjak:Razmak redova 10-20 cm, smatra se "gustom sadnjom", s razmakom emitera obično 0,25-0,5 m. Jedna kap traka može pokriti 3-5 redova usjeva.
Povrće:(npr. špinat, salata) Razmak redova 15-25 cm, razmak emitera 0,3-0,4 m, s jednom cijevi koja pokriva 2-4 reda.
Plan instalacije
Emiteri se postavljaju paralelno s redovima usjeva, s razmakom od 0,25-0,5 m (koristeći manju vrijednost u sušnim ili pjeskovitim tlima, a veću vrijednost u vlažnijim područjima).
Na primjer, kod sadnje pšenice, s razmakom odašiljača od 0,4 m, voda koja se emitira iz jedne kapalne trake može se horizontalno proširiti da pokrije 1-2 reda pšenice s obje strane, čime se u konačnici postiže "1 cijev koja pokriva 3-4 reda", značajno poboljšavajući učinkovitost instalacije.
(4) Red voćaka-Ovisni obrazac sadnje: prilagođeno prema obliku stabla, uglavnom pokrivenost jednim redom (bez pokrivenosti više-redova)
Tipična scena
Za nepravilno raspoređene voćke (npr. breskve, kruške, s razmakom biljaka od 2-3m i razmakom redova od 3-5m), cijevi za navodnjavanje kap po kap postavljaju se "duž reda" svakog stabla (tj. postavljaju se prateći smjer širenja korijena svakog stabla), pri čemu jedna cijev pokriva zonu korijena samo jednog stabla. Višeredno pokrivanje se ne koristi, jer je korijenje voćaka raspršeno i ekspanzivno, a višeredno pokrivanje može dovesti do nedostatka vode u nekim zonama korijena.
Debljina stijenke kapajuće trake (mm)
Debljina stijenke kapajuće trake određuje njenu trajnost, životni vijek i cijenu.
Deblji zid nudi veću izdržljivost i bolju otpornost na mehanička oštećenja. To uključuje štetu od instalacije, terenskih aktivnosti i preuzimanja. Međutim, to dolazi s višim troškovima materijala i povećanom težinom.
Tanji zid košta manje i često dobro funkcionira za jedno-sezonsko korištenje.
Za većinu -sezonskih usjeva debljina stijenke od 0,15 mm osigurava najbolju ravnotežu. Optimizira performanse, trajnost i ekonomičnost.
Nazivni radni tlak (kPa/bar)
Nazivni radni tlak je maksimalni projektirani radni tlak za kapajuću traku. Obično se izražava u kilopaskalima (kPa) ili bar. 100 kPa jednako 1 baru.
Tlak unutar cjevovoda jedan je od najvažnijih parametara sustava navodnjavanja kap po kap, ali se često zanemaruje. Da bi sustav navodnjavanja kap po kap radio stabilno, tlak mora ispunjavati projektne zahtjeve. Ako je tlak prenizak, to će često rezultirati značajnim odstupanjem u protoku kapaljke, neravnomjernom raspodjelom vode, a stvarna količina vode unutar projektiranog radnog vremena neće zadovoljiti potrebe usjeva za vodom. S druge strane, ako je tlak previsok, lako može uzrokovati pucanje okapne trake i curenje vode.
Za tipičnu okapnu traku debljine stijenke od 0,15 mm na ravnom terenu, projektirajte sustav tako da bočni ulazni tlak bude približno 1 bar.
Dizajnirana stopa varijacije protoka (%)
Projektirana stopa varijacije protoka izravno mjeri jednolikost navodnjavanja. Izračunava se kao omjer razlike između maksimalnog i minimalnog protoka emitera unutar bloka za navodnjavanje i projektiranog protoka.
Industrijski standardi poput kineskog GB/T 50485-2020 zahtijevaju varijaciju protoka manju ili jednaku 20%. Međutim, dizajn-sustava visokih performansi trebao bi težiti varijaciji manjoj ili jednakoj 15%. To posebno vrijedi za sustave koji koriste tehnologiju niskog protoka.
Ova ujednačenost ključna je za dosljednu isporuku vode i hranjivih tvari. Kada svaka biljka dobije iste resurse, dobivate ujednačeniji rast usjeva, kvalitetu i na kraju veći tržišni prinos. Vizualni dokaz visoke ujednačenosti je uočavanje mokrih krugova gotovo identične veličine na svakom emiteru duž cijele duljine linije kapanja.
Maksimalna duljina trčanja (m)
Najveća duljina ciklusa najveća je moguća duljina jedne cijevi za kapanje. Time se održava stopa varijacije protoka manjom od ili jednakom 10%. Ovo je kritičan parametar dizajna.
Primarna prednost tehnologije niskog{0}}protoka snažno se očituje u njezinom utjecaju na duljinu ciklusa. Veće duljine serije dramatično pojednostavljuju raspored polja i smanjuju troškove infrastrukture.
|
Brzina protoka emitera
|
Maksimalna duljina trčanja (na ravnom terenu)
|
|
1.1 L/h
|
136 m
|
|
0.75 L/h
|
172 m
|
|
0.35 L/h
|
280 m
|
Ovi se podaci temelje na traci promjera 16 mm s debljinom stijenke 0,15 mm i razmakom emitera od 30 cm. Pruža kvantitativnu osnovu za projektiranje većih, učinkovitijih blokova navodnjavanja.
Tablica podataka preporučene maksimalne duljine polaganja cijevi za navodnjavanje kap po kap
Uzorak kvašenja (buša za kvašenje)
Uzorak vlaženja ili termometar je ne{0}}sferični volumen mokrog tla koji se formira ispod jednog emitera tijekom ciklusa navodnjavanja.
Na oblik i veličinu ove žarulje utječu dva glavna čimbenika: tekstura tla i brzina protoka emitera.
U pjeskovitim tlima gravitacija ima jači utjecaj. To dovodi do "visokog i tankog" obrasca vlaženja s više okomitog kretanja vode. U ilovastim ili glinastim tlima dominira kapilarno djelovanje. To stvara "kratak i širok" uzorak s većim bočnim širenjem.
Najvažnije je da niske-protoke potiču bolje bočno kretanje vode. Također smanjuju brzinu dubokog procjeđivanja, bez obzira na vrstu tla. Cilj je stvoriti termometar za vlaženje koji je savršeno usklađen sa zonom korijena usjeva.
U tlu iste teksture, ako brzina protoka kapaljki varira, to će također utjecati na oblik zone vlaženja. Iz perspektive usjeva, svaki korijenski sustav usjeva ima svoj jedinstveni oblik. Kada su prostorni raspored korijena i zone vlaženja dobro usklađeni, to znači da voda i gnojivo isporučeno sustavom navodnjavanja kap po kap ostaju što bliže zoni korijena, gdje ih korijenje može apsorbirati. To sprječava površinsko otjecanje i podzemno curenje, smanjujući otpad. Zbog toga kažemo da je učinkovitost iskorištenja vode i gnojiva kod navodnjavanja kapanjem najveća od svih metoda navodnjavanja.
