Kaip pasirinkti procentinio laikmačius, atitinkančius žemės ūkio laistymo poreikius?

Procentinių laikmačių apžvalga ir jų vaidmuo tiksliniame laistyme

Procentinės laikmatis dabar yra būtina įranga kiekvienam, kas dirba tikslaus laistymo darbus. Ūkininkai gali nustatyti laistymo tvarką pagal tikslų procentų, kurių augalams reikia per dieną ar sezoną, skaičių. Laikmatis pats valdo tiek drėkinimo gylį, tiek dažnumą, atsižvelgdamas į tokius veiksnius kaip augančios kultūros rūšis, augimo ciklo stadiją ir dirvožemio būklę. Geresni modeliai papildomi integruotomis dirvožemio drėgmės jutiklių ir oro stotelių jungtimis. Šios protingos sistemos automatiškai keičia laistymo trukmę, kad šaknys būtų tinkamai aprūpintos vandeniu ir vanduo nevartojamas veltui. Žemdirbystės technologijų tyrimai parodė, kad naudojant procentinį laikmatį kartu su lašelinio laistymo sistema, vandens pateikimo efektyvumas siekia apie 95 %. Tai reiškia, kad vandens švaistymas sumažėja, o augalai tampa sveikesni. Augalams, kuriems skirtingu laiku reikia skirtingo kiekio vandens, toks detalus valdymas leidžia pasiekti geriausius rezultatus. Aikštelės į sąlygų pokyčius reaguoja daug greičiau, nereikia nuolat visko patikrinti rankiniu būdu.

Vertinami pagrindiniai programavimo ir planavimo funkcijos

Kintamų derlių vandens poreikių kompensavimas procentinėmis paleisties laiko koregavimo priemonėmis

Šiandienos procentinės laikmačiai leidžia sodininkams nustatyti laistymo laikus pagal procentinę pagrindinio grafiko dalį, o ne visą laiką laikytis fiksuotų intervalų. Tikra nauda pasireiškia tada, kai skirtingi augalai reikalauja skirtingo vandens kiekio. Pavyzdžiui, lapinės daržovės gali gauti apie 85 % standartinio paleisties laiko, tuo tarpu tokia kultūra kaip sorghum, kuri gerai toleruoja sausus sąlygas, galėtų puikiai augti ir su vos 35 %. Kai kurios išmanesnės sistemos eina dar toliau – jos kasdien stebi evapotranspiracijos rodiklius ir automatiškai koreguoja procentines reikšmes. Tai padeda išvengti problemų, kai molingas gruntas gauna pernelyg daug vandens arba smėlėtas plotas išdžiūva dėl to, kad sistema neatsižvelgia į faktines vietines sąlygas.

Daugiabučio programavimo taikymas įvairiems sektoriams ir grunto tipams

Programuojami laikrodžiai palaiko 4–8 nepriklausomas stadijas, todėl yra ideali dirvoje su mišriu struktūra arba reljefu. Pvz., vienas laikmatis gali valdyti:

• 1 stadija: 65 % paleisties laikas užtvindytoms ryžių laukams
• 2 stadija: 40 % laistymo sistemai sujungtai su vaismedžiais šlaituose
  Šis valdymo lygis sumažina vandens švaistymą ir atsižvelgia į šaknų gylio skirtumus, pavyzdžiui, tarp paviršutiniškai augančių morkų (12") ir giliai šaknų turinčių migdolų (36").

Sezoniškų pataisų ir evapotranspiracijos duomenų integravimas

Aukščiausios klasės sistemos sinchronizuojamos su vietinėmis meteorologinėmis stotimis, kad automatiškai sumažintų laistymo procentinę dalį 15–20 % lietingu metu, kaip nurodyta FAO 2023 m. gairėse. Kalifornijos vynuogynuose, integruojant realaus laiko ET duomenis per procentinius laikrodžius, vasaros vandens sunaudojimas sumažėjo 28 % be jokio poveikio vynuogių derliui, pagal UC Davis žemės ūkio ataskaitą.

Išmanūs algoritmai: adaptacinio grafiko tendencijų analizė pagal naudojimo istoriją

Mokslinių duomenų pagrįsti laikrodžiai analizuoja 90 dienų naudojimo modelius, kad prognozuotų optimalius laistymo laikotarpus. Vienoje Nebraskos kukurūzų fermų, po to, kai laikrodis išmoko perkelti laistymą į vėsesnes ryto valandas, sumažėjo siurblio veikimo laikas 19 % – tokį rezultatą dokumentuoja USDA NRCS 2022 m. atvejo analizė.

Suderinamumas su laistymo sistemomis ir lauko sąlygomis

Dribsnių ir mikrolaistymo sistemų integracija

Procentinės laikmatis veikia labai gerai tų sistemų su mažu debitu, tokių kaip lašelinis laistymas ir mikro purkštukai, nes padeda gauti tiksliai reikiamą vandens kiekį kiekvienam emiteriui. Ūkininkai gali koreguoti kiekvienos zonos veikimo laiką pagal procentinį nustatymą, kuris padeda išlaikyti vienodą drėgmės kiekį dirvoje, ypač šlaituose ir kitose sudėtingose vietose. Apie dvi trečios dalis visų ūkių susidoroja su tokiu nelygiu pagrindu, todėl nenuostabu, kad daugelis augintojų keičiasi. Šie protingi laikmatis faktiškai sumažina vandens atliekamas maždaug perpus, kai tinkamai suderinami su kiekvieno emiterio išleidžiamu kiekiu. Tai yra didelis skirtumas lyginant su senaisiais fiksuoto laiko tvarka veikiančiais laikmačiais, kurie neatsižvelgia į aukštinio reljefo ar šlaitų pokyčius.

Laikmačių suderinimas su sistemos komponentais ir valdymo architektūra

Norint gauti suderinamą įrangą, reikia suderinti laikmačio įtampą, srovės stiprumo nustatymus ir būdą, kuriuo jis bendrauja su kitomis sistemos dalimis, tokiomis kaip pompos valdikliai, solenoidinės vožtuvai ir įvairių jutiklių jungtys. Naujesni procentinio tipo laikmačiai gerai veikia su 12–24 voltų nuolatinės srovės sistemomis, kurios šiuolaikinėse saulės laistymo sistemose yra gana standartinės. Tai skiriasi nuo senųjų laikmačių, kurie veikė tik su kintama srove. Renkantis laikmačius, verta ieškoti tokių, kurie turėtų kažkokį atsarginį arba automatinio saugos režimą. Tokios savybės padeda užtikrinti vandens tiekimą net esant mažoms elektros tiekimo problemoms ar kritimams. Tai ypač svarbu vietose, kur veikla vyksta autonominėje būtyje, o prieiga prie įprastinės elektros yra ribota.

Palyginimas: procentiniai laikmačiai ir tradiciniai laikmačiai bei centrinės valdymo sistemos

Centrinės valdymo sistemos tikrai turi savo vietą, kai kalba eina apie visišką automatizavimą didelėse operacijose. Tačiau mažesnėms ir vidutinio dydžio fermoms procentinės laikmatis suteikia panašų tikslumo lygį, o kaina vienai zonai yra maždaug dešimt kartų mažesnė. Tradicinės laikmatės laikosi griežtų tvarkų nepriklausomai nuo aplinkybių, tačiau šios procentines modelius automatiškai koreguoja veikimo laiką, atsižvelgiant į evapotranspiracijos duomenis. Skirtumas matomas ir faktinėje našumo kokybėje – šios protingos laikmatės pasiekia apie 92 % laistymo tikslumą, lyginant su tik 67 % senesnių sistemų. Praktiniai tyrimai parodė, kad ūkininkai pasiekia maždaug 19 % geresnių derlių, kai pereina prie šių sistemų. Tai įvyksta todėl, kad sistema geriau susidoroja su pernelyg daug laistymo problema molingose dirvožemiuose ir leidžia taikyti protingesnes drėkinimo trūkumo strategijas, kurios taupo vandenį, nekenkiant augalų kokybei.

Taikymas žemės ūkio sektoriuose ir skirtingų dydžių fermose

Procentinių laikmačių pritaikymas eilinėms kultūrų, sodams ir vynuogynams

Vandens laikmatų nustatymas pagal tam tikras procentines dalis leidžia ūkininkams kontroliuoti vandens kiekį skirtingose ūkininkavimo konfigūracijose. Paimkime, pavyzdžiui, kukurūzų laukus ar sojų lysves. Ūkininkai gali koreguoti laikmatų nustatymus taip, kad pradiniame augimo etape sėkloms būtų tiekiama mažiau vandens, o kai augalai pradeda sparčiai augti, padidinti jo kiekį. Sodininkai, auginantys obelis ar kriaušes, taip pat vertina šiuos laikmatų privalumus. Jie organizuoja ilgesnį laistymo ciklą esant žemesnėms procentinėms dalims, kad drėgmė giliau prasiskverbtų į dirvoje esančias masyvias šaknų sistemas. Vynuogynų valdytojai mėgsta programuojamus laikmatas, nes gali laistyti skirtingas vynuogynų dalis skirtingu laiku, priklausomai nuo augančių vynuogių rūšių ir lapų tankumo. Kai kurie netgi koreguoja laistymo grafiką atsižvelgiant į orų prognozes, kad užtikrintų, jog niekas nebūtų perlaistoma.

Valdant dirvožemio drėgmės kintamumą ir reljefą naudojant procentinį valdymą

Kai dirbama su nuožulniomis dirvos ir skirtingų tipų dirvomis, laikmačio nustatymų koregavimas tampa gana svarbus. Smėlingos dirvos geriau veikia, kai jos gauna trumpus vandens srautus dažniau, apie 60–70% paleidimo laiko, nes jos linkusios per greitai praleisti vandenį. Molingos dirvos yra visiškai priešingos – joms reikia ilgesnių laikotarpio tarp laistymų, tačiau didesniu procentu, kad vanduo paviršiuje nepradėtų tekėti. Sklypams su besikeičiančiais aukštais padėtis, pakopinė tvarka padeda daug. Viršutines lauko dalis galima nustatyti maždaug 40% paleidimo laiko, o apatines dalis padidinti iki 55%. Šis metodas atsižvelgia į tai, kad gravitacija traukia vandenį žemyn, padedant išlaikyti tinkamą drėgmės lygį visoje teritorijoje, neperlaistant vienos vietos ar paliekant kitą sausą.

Duomenų taškas: Programuojamų laikmačių panaudojimo rodiklis JAV masinėje žemdirbystėje (USDA, 2022)

Pagal 2022 metų JAV žemės ūkio vandens tyrimą (USDA), apie dvi trečiosios fermų, viršijančių 500 akrų plotą, šiuo metu naudoja arba procentinį, arba programuojamąsias laikmatis savo laistymo sistemoms. Tai yra gana didelis šuolis, lyginant su vos puse (49 %) 2018 metais. Ūkininkai, kurie anksčiau įsigijo šią technologiją, pastebėjo efektyvumo pagerėjimą nuo 15 % iki 22 % laistymo procese. Didelėms ūkininkavimo operacijoms tai reiškia sutaupymą apie 1,50 JAV dolerio vienam akrui, kalbant apie vandens išlaidas. Tačiau svarbu paminėti, kad maždaug keturios penktosios šių fermų taip pat derina laikmačių duomenis su dirvožemio drėgmės matuoklių rodmenimis. Ši kombinacija sukuria tai, ką galima pavadinti grįžtamuoju ryšiu, kuris padeda koreguoti laistymo grafikus per įvairius sezonus, kai keičiasi sąlygos.

Nuotolinio valdymo įgalinimas ir ateityje tinkama automatizacija

Nuotolinis stebėjimas ir mobiliųjų programėlių koregavimas realaus laiko valdymui

Šių dienų procentinio laiko reguliatoriai yra su nuotolinio stebėjimo funkcijomis ir juos galima koreguoti realiu laiku per mobiliąsias programas, todėl nebereikia nuolat fiziškai tikrinti vožtuvų. Kai orų sąlygos netikėtai pasikeičia ar kai dirvožemio drėgmė pradeda kryptingai kisti, šie inteligentiški sistemos leidžia operatoriams nedelsiant reaguoti. Pagal praeitų metų paskelbtus tyrimus pramonės automatizavimo srityje, įmonės, naudojančios nuotolinio valdymo sistemas, pastebėjo apie 18 % mažesnį prastovų kiekį operacijų metu. Tokia patikimumo savybė taip pat gerai pasireiškia ir geriau veikiančias laistymo sistemas.

Laistymo automatizavimas: procentinių laikmačių sinchronizavimas su meteorologinėmis stotimis ir dirvožemio drėgmės jutikliais

Prijungus procentinius laikmačius prie meteorologinių stočių ir dirvožemio drėgmės jutiklių, ūkiai gali automatizuoti vandens tiekimą pagal faktines augalų poreikius. Pavyzdžiui, laikmatis, iš pradžių nustatytas 70 % veikimo laiko, gali dinamiškai padidėti iki 85 %, kai sujungti jutikliai fiksuoja sausros signalą, užtikrindami tikslų drėkinimą be pertekliaus.

Automatizuotų sistemų vidutinėms ir stambesnėms žemės ūkio operacijoms mastelio keitimo galimybės

Debesų pagrindu veikiančios laikmačių tinklo struktūros supaprastina mastelio keitimą nuo 50 akrų vaiskrūmių iki 5 000 akrų eilinės kultūros fermų. Šios sistemos centralizuoja valdymą per zonas, automatiškai prisitaikydamos prie grafikų, kad būtų atsižvelgta į dirvo žemės kintamumą arba siurblimo galios apribojimus.

Strategija: kuriamas ateityje atsparus laistymo sistema naudojant debesų pagrindu veikiančias laikmačių tinklo struktūras

Priimant debesų technologijomis sujungtus laikmačius, užtikrinamas laistymo infrastruktūros atsparumas ateityje, nes tai leidžia atlikti nuotolinius atnaujinimus ir beveik be trūkio integruoti su naujai kuriama žemės ūkio technologijų įranga. Fermos, kurios naudojo adaptyvias laikmačių tinklo struktūras, 2025 metų žemės ūkio darbo jėgos analizėje pranešė apie 22 % mažesnį vandens švaistymą, parodant, kad nuotolinės duomenų integracijos palaikymas padeda užtikrinti ilgalaikę darną.

Dažnai užduodami klausimai

Kas yra procentinė laikmatis kontekste laistymo?

Procentinė laikmatis laistyme leidžia ūkininkams nustatyti laistymo grafikus pagal konkrečius procentus nuo reikalingo vandens kiekio, automatiškai prisitaikant prie tokių veiksnių kaip augalų rūšis ir dirvo žemės sąlygos.

Kaip procentinės laikmatis padeda tiksliai laistyti?

Procentinės laikmatis padeda tiksliau laistyti automatiškai koreguodamos vandens padavimą pagal realaus laiko duomenis, sumažina vandens švaistymą ir gerina augalų sveikatą.

Ar procentinės laikmatis tinka visų tipų laistymo sistemoms?

Taip, procentinės laikmatis suderinamos su įvairiomis laistymo sistemomis, įskaitant lašelinį ir mikro laistymo sistemas, todėl jos tinka įvairioms žemės ūkio poreikms.

Kokie yra privalumai integruoti procentinę laikmatį su meteorologinėmis stotimis ir dirvožemio jutikliais?

Integruojant procentinę laikmatį su meteorologinėmis stotimis ir dirvožemio jutikliais galima realiu laiku koreguoti vandens padavimą, užtikrinant optimalų drėkinimą pagal faktines sąlygas, todėl sumažėja vandens suvartojimas ir padidėja efektyvumas.

Ar procentinės laikmatis tinka didelio masto žemės ūkio operacijoms?

Taip, procentinio laiko relės yra mastelio prasme lankstūs ir gali būti veiksmingai naudojami didelio masto operacijose, siūlant centrinį valdymą ir prisitaikymą per platų ir įvairių žemės ūkio plotų.