איזה מרססים מבטיחים הפצה יעילה של מים בחקלאות?

סוגי מזרקות ליבה והשפעתם על יעילות המים בחקלאות

מערכות סיבוב מרכזית, תנועה לינארית ומערכות קבועות: התאמה לקנה מידה, טופוגרפיה וצרכי גידול בתalternating crops

מערכות ריסוס מודרניות מגיעות בגודלים ובעיצובים שונים, כאשר כל אחת מהן מתאימה יותר לסוגים מסוימים של שדות וצרכי חקלאות. לדוגמה, מערכות סיבוב מרכזיות – מערכות ענקיות בצורת עיגול שמסתובבות סביב מגדל מרכזי – פועלות היטב על אדמות שטוחות בגודל שבין 50 ל-500 דונם. הן מקטינות בדלי יחסית של מים באופן משמעותי בהשוואה לשיטות שטיפה מסורתיות, ככל הנראה חוסכות כ-30% מאחר שהן מפזרות מים באופן אחיד בzechויות לחץ נמוכות. ישנן גם מערכות תנועה ליניארית שפועלות הלוך ושוב בשדות מרובעים באמצעות מסילות מקבילות. גם הן מתמודדות יפה עם ריווחים שונים בין שורות וגם עם גבעות תלולות בעדינות, ושומרות על הפצת מים אחידה ביותר מ-85% מהשטח ברוב הזמן. עבור אזורי קרקע בעייתיים בצורות לא רגילות או עם חליפות יבול מורכבות, יש смысл להשתמש במערכות קבועות. ההתקנות הקבועות מאפשרות לחקלאים להשקות אזורי השקיה ספציפיים בו זמנית, גם כאשר לחלקים שונים יש צורך בכמויות שונות של לחות. יתר על כן, היכולת להתאים את הגובה עוזרת לצמצם בעיות של זרימה במורד על <span style="caret-color: rgb(0, 0, 0); color: rgb(0, 0, 0); font-family: Arial, Helvetica, sans-serif; font-size: 16px; font-style: normal; font-variant-caps: normal; font-weight: 400; letter-spacing: normal; text-align: start; text-indent: 0px; text-transform: none; word-spacing: 0px; text-decoration-thickness: initial; text-decoration-style: initial; text-decoration-color: initial; white-space: pre-wrap;">tal</span><span style="caret-color: rgb(0, 0, 0); color: rgb(0, 0, 0); font-family: Arial, Helvetica, sans-serif; font-size: 16px; font-style: normal; font-variant-caps: normal; font-weight: 400; letter-spacing: normal; text-align: start; text-indent: 0px; text-transform: none; word-spacing: 0px; text-decoration-thickness: initial; text-decoration-style: initial; text-decoration-color: initial; white-space: pre-wrap;">epim</span> עד 15%.

תובנות טכנולוגיות מזרקים: השפעה, מיזוג סיבובי ומיזוג ממונע בתרנגולות והשפעתם על מקדם האחדגוניות, גודל הטיפות והסחיפה ברוח

אופן העיצוב של הזרקים משפיע בצורה משמעותית על התפלגות המים, בעיקר משום שהם שולטים בגורמים כמו גודל טיפות, רמות אנרגיה וכיוון נפילת הטיפות. זרקים מהסוג ההשפעתי מפצלים את המים לטיפות בגודל 1 עד 3 מילימטר, מה שמתאים היטב לקדחת אדמה בינונית, שכן קולטת מים בקצב סביר מבלי ליצור קרום על פני השטח. זרקים מסתובבים או מסוג רוטטור מייצרים טפטוף עדין בהרבה בלחצים נמוכים, וغالבfois משיגים מקדמי אחידות (CU) של מעל 90 אחוז כאשר אין רוחות חזקות. עם זאת, כאשר הרוחות מגיעות למהירות של כ-5 מטר לשנייה, אותם זרקים עלולים לאבד בין 15 ל-25 אחוז מהמים עקב הסעה של הטיפות ברוח. זרקים הנעשים על ידי תיבת גלגלי שיניים הפכו לנחשבים לתקן זהב בימינו. דגמים אלו כוללים פתחים קטנים ניתנים להתאמה שמונעים על גודל טיפות של 2 עד 4 מ"מ באופן עקבי יחסית, גם כשיש תנודות בלחץ. הם מצליחים לשמור על ציונים של מקדם אחידות (CU) שמעל 88% תחת מגוון מצבים של רוח, ובנוסף מפחיתים איבודים מאידוי בכ-18% בהשוואה לעיצובי זרקים ישנים יותר. בחירת סוג הזרק הנכון מתמקדת בסופו של דבר במציאת הנקודה האופטימלית בין הגנה על האדמה, ספיגת מים טובה, והפחתת איבודים של מים לאטמוספירה.

מדידה והשגת אחידות גבוהה בהפצת מים באמצעות מזרקות

מקדם אחידות (CU) ואחידות הפצה (DU): מדדי ייחוס פרקטיים לביצועים של מזרקות

בחינה של מדדי אחידות אינה רק עניין של השגת מספרים בגיליון נתונים, אלא הבנה עד כמה השקייה עובדת באמת בפועל. מקדם האחידות (CU) מראה לנו עד כמה המים מופעלים באופן עקבי בשטחים. כשערך זה מגיע ליותר מ-85%, אנו יודעים שהמערכת פועלת בצורה יעילה ברוב הזמן. קיימת גם אחידות הפצה (DU), שמטרתה להשוות בין כמות המים שמגיעה לרבע השדה היבש ביותר לבין הכיסוי הממוצע הצפוי. מדד זה מראה באילו אזורים עלולים לקבל מעט מדי רטיבות. לפי מחקר מאוניברסיטת ג'ורג'יה משנת 2023, שדות עם ציונים של DU מעל 75% מבוזבזים פחות 18–22 אחוזי מים מאשר שדות עם הפצה לקויה. כדי לשמור על תוצאות טובות אלו, חקלאים צריכים לוודא שהלחץ בפיהלוים נשאר בין 10 ל-50 פס"י עבור מפריזים מסתובבים, לארגן את הציוד בהתאם לדפוסי הרוח, ולבדוק באופן קבוע נזילות העלולות להפריע לכל היתר.

אופטימיזציה של קצב נטיפה (3–5 מ"מ/שעה) כדי למזער זרימה, לשפר חדירה ולצמצם איבודים מאידור

המהירות בה מים נופלים על הקרקע משפיעה רבות על ההתנהגות שלהם. אם הגשם נופל במהירות רבה מדי, נוצרות בעיות של נזילות. אך אם הוא מגיע לאט מדי, כמות גדולה יותר של מים פשוט מתאדה לפני שהם יכולים לחדור. לרוב הקרקעות מטפלות יפה בקצב של כ-3 עד 5 מילימטרים בשעה. כאשר המשקעים עולים על 6 מ"מ/שעה, במיוחד על גבעות תלולות יותר מ-5 אחוז, הנזילות מתרחפת בקרוב לחצי, לפי מחקר של ארגון Alabama Cooperative Extension משנת 2023. מצד שני, כל ערך שמתחת ל-3 מ"מ/שעה גורם לכך שבערך רבע מהמים נוספים פשוט נעלמים לאוויר בمناطקים יבשים. מערכות רישוי חכמות מתמודדות עם אתגרים אלה בעזרת מזרקים מיוחדים המכווננים את הלחץ בהתאם למצב הקרקע שמתחת להם. הן גם מתכננות את זמני ההשקיה בהתאם לתנאים בפועל שהן מודדות ממש בשדה. בנוסף, מערכות אלה מפזרות מים בזוויות שמניעות את הרוח מלנפח את המים משם. כל הטריקים האלה פועלים יחד כדי להבטיח ש-95 מק"ל מתוך כל 100 יגיעו באמת לאזורים בהם יש צורך. גם החקלאים חוסכים כסף, שכן הם מוציאים פחות בכ-30 דולר לדונם בכל שנה, מכיוון שהמשאבות שלהם אינן צריכות לעבוד קשה כל כך, ופחות חומרי תזונה נשטפים עם מים מיותרים.

רכיבים קריטיים שמקסמים את יעילות מערכת ההשקיה

מגברי לחץ, מזרקים מדויקים ו vanes בקרת זרימה: מאפשרים יישום עקבי בתנאים משתנים

לב של דיוק הידראולי טוב נמצא בשלושה רכיבים עיקריים הפועלים יחד: מרגלי לחץ, פקקים מדויקים ושסתומי בקרה של זרימה. מרגלי הלחץ שומרים על יציבות במצבים הכוללים שינויים בגובה או ביצועי משאבה לא אחידים, מה שמונע בעיות כמו התפזרות לצורבת, ספיגת יתר וטיפות לא אחידות שכולם שונאים. לפקקים המדויקים יש מסלולי זרימה מעוצבים במיוחד שיוצרים טיפות בגודל של 1.5 עד 3.5 מ"מ. הטיפות הקטנות הללו נשארות במקוםן טוב יותר מול הרוח, לא מתבخرות במהירות רבה באותה מידה, ונבלעות אל תוך האדמה במקום פשוט לעמוד על פני השטח. שסתומי בקרת זרימה מאפשרים לחקלאים לבצע התאמות עדינות לאזורים שונים בשדה – דבר הכרחי לחלוטין כאשר المحاصים זקוקים لكمויות שונות של מים או כשיש צורך להפחית את זרימת המים על פני קרקעות קשות. כאשר הרכיבים הללו פועלים כמתוכנן, הם שומרים על אחידות הפצה של מעל 85%, גם כאשר יש תנודות בלחץ או שינויי שיפוע. קחו לדוגמה פקקי פיצוי לחץ בצירוף מרגלים מתאימים – הם יכולים לצמצם את הבדלים בזרימה לפחות מ-10% לאורך אדמות תלולות. חקלאים המשתמשים במערכת זו רואים בדרך כלל חיסכון במים בין 15% ל-30% בהשוואה למערכות ישנות יותר ללא רגולציה. וזכרו, תחזוקה קבועה היא מאוד חשובה – מסננים נקיים ופקקים שאינם חסומים הם מה שמונע בביצועים מיטביים לאורך זמן.

אסטרטגיות ניהול חכמות לשימור יעילות של מערכת ההשקיה לאורך זמן

שמירה על ביצועים טובים של מערכות ריסוס מחייבת תשומת לב מתמדת שמבוססת על נתונים איכותיים. בקרים חכמים מודרניים פועלים כיום בשילוב עם תחזיות מזג אוויר מקומיות ומדידות אמתיות של רטיבות הקרקע כדי לשנות את לוחות ההשקיה באופן אוטומטי. התאמות אלו מקטינות את בזבוז המים במהלך סופות גשמים בכ-30% ועוזרות לשמור על ריכוך הצמחים כאשר הטמפרטורות עולות באופן דרמטי. עם זאת, גם תחזוקה קבועה חשובה באותה מידה. בדיקת ראשוני רסס, מסננים והגדרות לחץ כל שלושה חודשים מאפשרת לזהות בעיות לפני שהן מתפתחות לרעות. חיבורים חסומים יכולים לפגוע קשות באחדות הגידול, ולפעמים מקטינים אותה בין 15% ל-40%. תנודות בלחץ משפיעות גם הן על הפצת המים. התאמת קשתות והדפוסים של הרטיבות לפי העונה מבטיחה שהמים יגיעו בדיוק לאן שיש צורך, וכך מפחיתה את כמות המים שנישאים ברוח. צירוף זה לבדיקות זרימה מתמשכות מאפשר ליצור מדדי יעילות אמינים. זה עוזר לאתר דליפות במהירות, לחזות בעיות עתידיות ולשמור על לחץ מים טוב לאורך כל עונת הגידול. חקלאים שמאמצים אסטרטגיה מקיפה זו רואים בדרך כלל ירידה של 12%-18% בשני חשבונות המים והחשמל השנתיים, תוך שמירה על תפוקת הגידולים יציבה.

שאלות נפוצות

שאלה: מהן הסוגים העיקריים של מערכות ריסוס שנידונו?

תשובה: המאמר דן בשלושה סוגים עיקריים של מערכות ריסוס: מערכת ציר מרכזית, מערכת תנועה ליניארית ומערכות קבועות.

שאלה: כיצד עיצוב הפורצים משפיע על הפצת המים?

תשובה: עיצוב הפורצים משפיע על הפצת המים באמצעות בקרת גודל טיפות, רמות אנרגיה והפצה. סוגי פורצים שונים כמו פורצי מכה, פורצים סיבוביים ופורצים עם מנגנון גלגלי שיניים משפיעים בדרכים שונות על יעילות המים ואחידות הפצה.

שאלה: מהי אחידות הפצה (DU) ולמה היא חשובה?

תשובה: DU משווה בין כמות המים שמגיעה לרבע היבש ביותר של השדה לממוצע ההשקיה. ציונים גבוהים של DU מצביעים על שימוש יעיל במים, �ת הפסד מים ומבטיח שגידולים מקבלים מספיק מים.

שאלה: כיצד יכולות מערכות השקיה חכמות לשפר את היעילות?

א: מערכות רiego חכמות משפרות את היעילות באמצעות ראשוני רסיסה מיוחדים המכווננים את הלחץ בהתאם לתנאי הקרקע, תזמון זמני ההשקיה על סמך נתוני שדה בזמן אמת, וצמצום איבודי התפוצצות והבזבוז של מים.