Optymalizacja zarządzania nawadnianiem: jakie czynniki należy wziąć pod uwagę?
Celem nawadniania jest zapewnienie odpowiedniego poziomu wilgotności gleby, tak aby zagwarantować wysokie standardy wzrostu roślin i plonów, bez powodowania strat lub zużywania zbyt dużej ilości wody. Prawidłowy system nawadniania ma kluczowe znaczenie dla optymalizacji produkcji upraw.
W tym artykule odpowiemy na kilka najważniejszych pytań dotyczących optymalnego nawadniania:
01. Ile wody należy stosować?
Aby odpowiedzieć na to pytanie, musimy pamiętać, że ilość wody wymagana do zaspokojenia potrzeb rośliny zależy od kilku czynników, takich jak wymagania rośliny, rodzaj gleby i uwarunkowania klimatyczne. Aby osiągnąć optymalne wyniki, zalecanym podejściem jest uwzględnienie wszystkich istotnych czynników.
Przyjrzyjmy się im bardziej szczegółowo.
Ewapotranspiracja roślin:
Ewapotranspiracja jest najważniejszym czynnikiem w gospodarce wodnej. Termin ten odnosi się do wody przenoszonej do atmosfery z roślin i gleby w postaci pary wodnej. Z produkcyjnego punktu widzenia, ilość wody utraconej w wyniku ewapotranspiracji w celu wyprodukowania 1 kg produktu stanowi nasze docelowe zapotrzebowanie na wodę. Zobacz szczegółowe wyjaśnienie, aby uzyskać więcej informacji na temat ETr (ewapotranspiracji roślin).
Działanie ewapotranspiracji roślin:
Termin ewapotranspiracja odnosi się do pomiaru parowania wody z gleby (zarówno wilgotnej, jak i suchej) oraz transpiracji z rośliny uprawnej i ewentualnie upraw okrywowych. Ewapotranspiracja stanowi najważniejszy składnik bilansu wodnego sadu. Ewapotranspirację roślin (ETr) oblicza się na podstawie poniższego wzoru:
ETr = ET0 x Kc
gdzie:
- ET0 jest ewapotranspiracją referencyjną i odnosi się do ilości wody traconej do atmosfery w optymalnych warunkach wodnych z obszaru roślinnego poprzez parowanie z gleby i transpirację z rośliny. Można ją określić za pomocą pomiarów bezpośrednich (dokładniejszych, ale bardziej skomplikowanych) lub pośrednich. Wśród pomiarów pośrednich ogólnie zalecane jest równanie Penmana-Monteitha, ze względu na prostotę jego użycia. Wymaga ono jednak danych klimatycznych (wilgotność, minimalna, maksymalna i średnia temperatura, prędkość i kierunek wiatru, promieniowanie netto, strumień ciepła z gleby).
- Kc to współczynnik uprawy, który uwzględnia ewapotranspirację roślin i fazę rozwojową. Wartość Kc zmienia się w trakcie sezonu oraz z roku na rok, ponieważ zależy od zapotrzebowania wodnego uprawy, wielkości okrywy roślinnej, klimatu oraz gęstości roślinności. Tabelaryczne wartości Kc można znaleźć w Internecie i dostosować do danych warunków terenowych.
Po uzyskaniu Kc i ET0możemy obliczyć ETr. Dlatego ewapotranspiracja zależy od czynników klimatycznych, cech roślin i warunków polowych.
Gleba:
Nawadnianie uważa się za skuteczne, gdy dostarczana woda dociera do korzeni bez strat w wyniku wymywania, spływania lub powodowania problemów z powstawaniem zastoisk wody. Planując i zarządzając pracą systemu nawadniania, ważne jest zatem uwzględnienie właściwości posiadanej gleby. Zdolność gleby do magazynowania wody (zdolność gleby do zatrzymywania wody) i do infiltracji wody (przewodność wodna gleby) zależą od rodzaju gleby, jej nachylenia, materii organicznej gleby, a także sposobu zarządzania sadem.
Gleby gliniaste mają wyższą zdolność zatrzymywania wody, ale niską przewodność wodną, co sprawia, że są bardziej podatne na gromadzenie wody po nawadnianiu lub opadach deszczu, ale także na powolną infiltrację, powodując spływ i/lub powstawanie zastoisk wodnych. Gleby piaszczyste, choć mają niższą zdolność zatrzymywania wody, charakteryzują się wysokim współczynnikiem infiltracji i przewodnością wodną, co czyni je podatnymi na utratę wody przez wymywanie. Sady pokryte trawą oraz gleby o szczególnie wysokiej zawartości materii organicznej zazwyczaj charakteryzują się wysoką zdolnością zatrzymywania wody oraz dużą infiltracją wody. Gleby na stromych zboczach są z kolei podatne na spływ powierzchniowy.
Ponadto należy pamiętać, że zazwyczaj gleba nie jest idealnie jednorodna w obrębie sadu: struktura gleby, gęstość roślinności i/lub obecność zboczy mogą być zróżnicowane przestrzennie. Gdy występują wyraźne różnice, przydatne może być podzielenie naszych pól na różne strefy o podobnych właściwościach, tak aby można było dostosować do nich zarządzanie i aby osiągnąć optymalne wyniki.
Dane klimatyczne:
W obszarach, gdzie deszcze występują rzadko, oczywiste jest, że nawadnianie odegra większą rolę niż w miejscach, gdzie opady są częstsze. W każdym razie, nawet tam, gdzie pada często, ilość deszczu faktycznie przechwytywanego przez korzenie zależy od rodzaju gleby, głębokości systemu korzeniowego, obecności zboczy i/lub gleby pokrytej trawą, dla których nawadnianie jest zazwyczaj konieczne.
Aby ocenić ewapotranspirację roślin i parowanie z gleby, ważne jest również uwzględnienie średnich temperatur, wilgotności powietrza, intensywności wiatru i promieniowania świetlnego. Do monitorowania parametrów klimatycznych można wykorzystać różne stacje meteorologiczne, np. Davis, Sencrop i METOS.
Jakość wody:
Chociaż jest to często niedoceniany parametr, jakość wody pod względem właściwości fizycznych, chemicznych i biologicznych stanowi kolejny element wydajności nawadniania.
Z tego powodu zdecydowanie zaleca się przeprowadzenie analizy wody, aby uniknąć problemów związanych z toksycznością dla roślin lub zaburzeniami równowagi składników odżywczych. Niektóre uprawy, takie jak migdały, awokado i drzewa cytrusowe, są szczególnie wrażliwe na zasolenie, dlatego kontrola jakości wody jest kluczowa.
Co więcej, nagromadzenie soli może zatkać dyszę systemu nawadniania i prowadzić do problemów oraz dodatkowych potrzeb w zakresie konserwacji.
Wydajność i równomierność rozprowadzenia systemu nawadniania.
To zależy od takich czynników, jak rodzaj używanego nawadniania, konserwacja systemu nawadniania, a także obecność nachylenia terenu lub nierównych powierzchni. Należy zapewnić częste monitorowanie i konserwację systemu.
02. Kiedy należy nawadniać?
Znajomość faz, w których nasze uprawy są szczególnie podatne na stres wodny, jest pomocna w planowaniu zaopatrzenia w wodę. Może nam również pomóc w nawadnianiu deficytowym, które staje się szczególnie interesujące dla obszarów z ograniczonym dostępem do wody do celów nawadniania.
Sondy glebowe do pomiaru wilgotności mogą pomóc w podjęciu szybkich działań w momencie zapotrzebowania i zapobiec stresowi wodnemu roślin. Zalecane rozwiązania są oferowane przez Decagon Devices oraz Sentek.
03. Jak stosować nawadnianie?
Istnieje wiele systemów nawadniania. W większości sadów stosuje się precyzyjne systemy nawadniania, takie jak mikrozraszacze lub systemy nawadniania kropelkowego, ponieważ zapewniają one wysoką efektywność wykorzystania wody.
Sposób rozprowadzania wody w glebie wokół emitera (wzorzec nawadniania gleby) różni się w zależności od wybranego typu systemu nawadniania i rodzaju gleby. Należy to ocenić podczas wyboru systemu nawadniania i planu zarządzania, aby zapewnić wybór najbardziej odpowiedniego systemu nawadniania dla systemu korzeniowego roślin.
Należy również pamiętać, że system korzeniowy rośliny stale się rozwija, dlatego należy odpowiednio zaplanować operację nawadniania (wydatek wody, częstotliwość aplikacji, odległość między dyszami itp.).
04. Jak ocenić skuteczność nawadniania?
Można to zrobić na kilka sposobów:
- Efektywność wykorzystania wody odnosi się do tego, jak duża część wykorzystanej wody zostaje przekształcona w plon. Wyższa wartość oznacza wyższą wydajność.
- Niższe poziomy stresu wodnego roślin wskazują na dobre zarządzanie nawadnianiem.
- Sondy glebowe mogą również pomóc nam monitorować wilgotność gleby i zapewnić wystarczającą ilość wody do utrzymania naszych upraw.
05. Podsumowanie
Podsumowując, aby osiągnąć optymalne zarządzanie nawadnianiem, należy wziąć pod uwagę następujące kwestie:
- Zapotrzebowanie roślin na wodę
- Właściwości gleby
- Dane klimatyczne
- Wydajność systemu nawadniania
Uwzględnienie tych czynników wprowadza pewien poziom złożoności, ale gwarantuje efektywność i optymalizację nawadniania.
Obecnie istnieje wiele technologii, które mogą pomóc nam w osiągnięciu optymalnej wydajności nawadniania. Wiseconn to platforma specjalizująca się w zarządzaniu nawadnianiem, która zapewnia pełne monitorowanie i kontrolę całego procesu nawadniania, ułatwiając te czynności.