Који системи за наводњавање обезбеђују ефикасну дистрибуцију воде у пољопривреди?

Основни типови распуштача и њихов утицај на ефикасност употребе воде у пољопривреди

Централни распуштач, линеарни померај и фиксни системи: усклађивање капацитета, рељефа и потреба ротације култура

Системи за наводњавање данас долазе у свим величинама и дизајнима, при чему је сваки следећи бољи за одређене врсте поља и потребе у земљорадњи. Узмимо на пример централне системе за окретање — ове велике кружне системе које се окрећу око централног стуба и одлично функционишу на равним површинама између око 50 и 500 акри. Они значајно смањују губитак воде у поређењу са традиционалним методама поплаве, вероватно штедећи око 30% јер распоређују воду равномерно на нижим нивоима притиска. Затим постоје линеарни системи који се крећу напред-назад преко правоугаоних поља користећи паралелне стазе. Они такође прилично добро функционишу при различитим размацима редова и благим брдима, одржавајући конзистентну дистрибуцију воде на више од 85% површине већину времена. За оне захтевније локације са неправилним облицима или компликованим ротацијама култура, има смисла користити стационарне системе. Ове сталне инсталације омогућавају фармерима да истовремено наводе одређене зоне, чак и када различити делови имају различите потребе за влагом. Поред тога, њихова способност да подешавају висину помаже у смањењу проблема са отицањем воде на падинама нагиба до 15%.

Detaljno o tehnologiji mlaznica: uticaj, rotacioni i zupčani sistemi za navodnjavanje i njihov uticaj na CU, veličinu kapi i zanose vetrom

Начин на који су дизајниране млазнице има велики утицај на расподелу воде, првенствено зато што контролишу ствари попут величине капи, нивоа енергије и тачног правца кретања тих капи. Ударне перкета обично разлажу воду на капи пречника око 1 до 3 милиметра, што је прилично ефикасно за земљиште средње текстуре, јер такво земљиште дозвољава води да се упије у разумној мери, без формирања коре на површини. Ротирајуће или ротаторне млазнице стварају знатно финију маглу када раде на нижим притисцима, често постижући коефицијент униформности преко 90 процената када ветар није јачи. Међутим, када ветар достигне брзину од око 5 метара у секунди, ове млазнице могу изгубити између 15 и 25 процената воде услед преноса капи. Млазнице са погоном преко зупчаника данас су постале нека врста златног стандарда. Ови модели имају мали отвор са могућношћу подешавања који задржава величину капи између 2 и 4 мм прилично константно, чак и када се притисак мења. Успијевају да одрже коефицијент униформности изнад 88% у различитим ветровитим условима и смање губитке услед испаравања за отприлике 18% у односу на старије дизајне млазница. Избор одговарајуће врсте млазнице заправо се своди на проналажење оптималног компромиса између заштите земљишта, добре апсорпције воде и смањења губитака воде у атмосфери.

Merenje i postizivanje visoke jednoličnosti distribucije vode kod prskalica

Koeficijent jednoličnosti (CU) i raspodela jednoličnosti (DU): praktični referentni okvir za performanse prskalica

Gledanje metrika uniformnosti nije samo pitanje postizanja brojki u tabeli, već razumevanje koliko dobro navodnjavanje zaista funkcioniše u praksi. Koeficijent uniformnosti, ili CU, govori nam koliko konzistentno voda dospeva na celokupnu površinu polja. Kada ovaj broj premaši 85%, znamo da sistem efikasno radi većinu vremena. Zatim postoji Uniformnost distribucije (DU), koja u osnovi upoređuje količinu vode koja stiže do najsušijeg kvartala polja u odnosu na prosečno pokrivanje. Ovaj parametar pokazuje gde pojedina područja mogu biti nedovoljno navodnjena. Prema istraživanju Univerziteta u Džordžiji iz 2023. godine, polja sa DU rezultatima iznad 75% troše oko 18 do 22 posto manje vode u poređenju sa onima sa lošom distribucijom. Kako bi održali ove dobre rezultate, poljoprivrednici moraju paziti da pritisak mlaznica bude između 10 i 50 psi za rotacione prskalice, rasporediti opremu uzimajući u obzir uzorke vetra i redovno proveravati začepljenja koja mogu poremetiti sve ostalo.

Оптимизација интензитета падавина (3—5 mm/h) ради смањења отицања, побољшања продирања и смањења губитка испаравањем

Брзина којом вода пада на тло чини велику разлику у начину њеног понашања. Ако киша пада превише брзо, имамо проблем са отицањем воде. Али ако пада превише споро, више воде испари пре него што успе да се упије. Већина типова земљишта подноси око 3 до 5 милиметара на час прилично добро. Када количина падавина пређе 6 mm/h, нарочито на брдима стрмијим од 5 процената, отицање скочи за скоро половину, према студијама Алабамске кооперативне екстензије из 2023. године. Са друге стране, све испод 3 mm/h значи да се у сувим регионима додатних четвртину воде више распрши у ваздух. Паметни системи наводњавања решавају ове изазове коришћењем специјалних млазница које подешавају притисак на основу тога шта се дешава са тлом испод њих. Такође, они планирају време наводњавања на основу стварних услова које сами мерe управо на том месту у пољу. Осим тога, ови системи прскају воду под угловима који спречавају њено трзање ветром. Сви ови трикови делују заједно тако да се осигура да око 95 од сваких 100 галона заправо искористи тамо где је потребно. Фармери такође уштеде новац, јер потроше отприлике тридесет долара мање по акру сваке године зато што им пумпе не морају толико јако да раде и мање хранљивих материја испере са вишком воде.

Кључни компоненти који максимизирају ефикасност система за наводњавање

Регулатори притиска, прецизни млазнице и вентили за контролу протока: омогућавају конзистентну примену у променљивим условима

Срце добре хидрауличне прецизности чине три главна дела која заједно раде: регулатори притиска, прецизни млазници и вентили за контролу протока. Регулатори притиска одржавају стабилност при променама надморске висине или непроменљивом раду пумпе, што помаже у спречавању проблема као што су магла, прскачење и досадни неједнаки капи које сви мрзе. Прецизни млазници имају посебно дизајниране стазе протока који производе капи величине око 1,5 до 3,5 мм. Ове мање капи боље остају на месту у ветру, не испаравају толико брзо и заправо продиру у земљиште уместо да само леже на површини. Вентили за контролу протока омогућавају земљорадницима фине подешавање за различите делове њихових поља – нешто апсолутно неопходно када усевима треба различита количина воде или када се покушава смањивање отицања на тешким земљиштима. Када ови компоненти раде како треба, одржавају једноликост дистрибуције изнад 85%, чак и када се мења притисак или нагиб терена. Узмимо, на пример, млазнице са компензацијом притиска у комбинацији са одговарајућим регулаторима – оне могу смањити варијације протока на мање од 10% на брдским пределима. Земљорадници који уведу овај систем обично постижу уштеду воде између 15% и 30% у поређењу са старијим системима без регулације. И запамтите, редовно одржавање има огроман значај – чисти филтери и немеђусобно блокирани млазници су онај фактор који чува цео систем да функционише на оптималном нивоу током времена.

Паметне стратегије управљања за одржање ефикасности система за натапања на дужи рок

Одржавање добрих перформанси система за наводњавање захтева редовну пажњу и подршку добрих података. Савремени паметни контролери сада функционишу уз помоћ локалних прогноза времена и стварних мерења влажности земљишта, тако да аутоматски мењају распоред наводњавања. Ове измене смањују трошак воде током кише за око 30% и помажу биљкама да остану наводњене када температуре расту. Ипак, исто толико важна је и редовна одржавања. Провера млазница, филтера и подешавања притиска свака три месеца омогућава да се проблеми открију пре него што постану већи. Зачепљени емитери могу значајно утицати на једноликост усева, понекад чак смањујући је између 15% и 40%. Флуктуације притиска такође утичу на начин распростирања воде. Сезонско подешавање лукова и шаблона прскања прскалица осигурава да вода погоди тачно оне делове где је највише потребна, чиме се смањује количина коју ветар разноси. Када се све ово узме у обзир заједно са сталним проверама протока, почињемо да стварамо стварне основе за ефикасност. Ово помаже да се цурења брзо открију, предвиди могући проблеми и одржи добар притисак воде током целе сезоне гајења. Пољопривредници који усвоје ову комплексну стратегију обично имају смањење годишњих рачуна за воду и електричну енергију између 12% и 18%, истовремено одржавајући стабилне приносе усева.

Често постављене питања

P: Koje su glavne vrste sistema za navodnjavanje koje su razmatrane?

O: Članak razmatra tri glavne vrste sistema za navodnjavanje: sistem sa centralnom tačkom rotacije, sistem sa linearnim pomeranjem i fiksni sistemi.

P: Kako dizajn mlaznica utiče na raspodelu vode?

O: Dizajn mlaznica utiče na raspodelu vode tako što kontroliše veličinu kapi, nivo energije i raspodelu. Različite vrste mlaznica, kao što su udarne, rotacione i mlaznice sa pogonom preko zupčanika, imaju različite efekte na efikasnost korišćenja vode i jednoličnost raspodele.

P: Šta je jednoličnost raspodele (DU) i zašto je važna?

O: DU upoređuje količinu vode koja stiže do najsušijeg kvartala polja sa prosečnim pokrivanjem. Visoki rezultati DU ukazuju na efikasno korišćenje vode, smanjujući gubitak vode i osiguravajući da usevi dobiju dovoljno vode.

P: Kako pametni sistemi za navodnjavanje mogu poboljšati efikasnost?

A: Pametni sistemi za navodnjavanje poboljšavaju efikasnost korišćenjem specijalnih mlaznica koje podešavaju pritisak u zavisnosti od stanja zemljišta, zakazivanjem vremena zalivanja na osnovu podataka u realnom vremenu sa terena i smanjenjem gubitaka usled isparavanja i rasipanja vode.