Systemy nawadniające dla rolnictwa

Podlewanie terenów rolnych

Jeśli dojdziemy do wniosku, że deszczowanie pól jest niezbędne w naszym gospodarstwie musimy najpierw obliczyć ile wody musimy przeznaczyć na nasze pola. W naszych warunkach klimatycznych zużycie wody powinno wahać się od 900 do 1500 m3/ha w ciągu całego sezonu wegetacji. Zależy to od rodzaju gleby, uprawy i warunków klimatycznych w ciągu sezonu wegetacji. Podczas jednego cyklu zużywa się przeciętnie od 150 do 250 m3/ha co odpowiada 15 do 25 mm opadu deszczu.

Następnie należy uwzględnić czas trwania jednego cyklu nawadniania i wybrać najodpowiedniejszy system. Jeżeli mamy do dyspozycji wodę z rzek lub dużych zbiorników wodnych jedynym limitem jest pozwolenie, które określa ilość pobieranych m3 wody w ciągu 1 godziny. Innym sposobem zapewnienia wody do deszczowania jest wykopanie stawu w którym będzie gromadziła się woda i obliczenie jego przybliżonej pojemności. W takim przypadku musimy sprawdzić, czy dysponujemy odpowiednią ilością wody. Mnożymy długość x szerokość x wysokość od dna do lustra wody. Jeśli wszystkie wymiary będą określone w metrach wówczas otrzymujemy pojemność w m3. Mnożąc ilość zużywanej wody w jednym cyklu przez powierzchnię pola otrzymamy ilość wody niezbędną do nawodnienia i porównać ją z pojemnością zbiornika. Wielu rolników decyduje się na wykonanie studni głębinowej. Ważne jest, aby wykonawca określił wydajność studni w l/min lub m3/h oraz na jakiej głębokości powinna być umieszczona pompa. Teraz można już podjąć decyzję jaki system nawadniania możemy zastosować.

• Do nawadniania pól o powierzchni do hektarów można zastosować nawadnianie kropelkowe lub deszczownię rurową. Można również użyć deszczownię szpulową z wężem o średnicy od 40 do 63 mm.

• Na pola o powierzchniach od 3 do 25 ha najczęściej stosowana jest deszczownia szpulowa.

• Planując nawodnienie pola o powierzchniach powyżej 25 ha można rozważyć zastosowanie mini deszczowni przęsłowej zamiast dwóch deszczowni szpulowych równocześnie.

  Mając wstępne dane możemy obliczyć efektywny czas pracy wybranego przez nas systemu. Jest to potrzebne do zorientowania się jak długo będzie trwało nawadnianie.

• Przykład 1: nawadnianie lucerny o powierzchni 2 ha dawką 25 mm wody

A) niezbędna ilość wody = 2 ha x 25mm x 10 = 500 m3 Na pole o powierzchni 2 ha można wybrać deszczownię rurową zużywającą 40 m3/h.

B) czas pracy systemu = 500 m3 : 40 m3/h = 12,5 godziny

Przykład 2: nawadnianie plantacji marchwi o powierzchni 5 ha dawką 15 mm wody

A) niezbędna ilość wody = 5 ha x 15mm x 10 = 750 m3 Na areał 5 ha można wybrać deszczownię szpulową. Jeżeli wiemy, że nominalny wydatek naszej studni wynosi 25 m3/h wówczas liczymy efektywny czas pracy systemu:

B) czas pracy systemu = 750 m3 : 25 m3/h = 30 godzin Aby zapobiec stratom wody na skutek parowania i unoszenia przez wiatr system deszczownia szpulowa powinna pracować w nocy. Aby dobrać długość i średnicę węża deszczowni szpulowej spełniającej nasze warunki należy skonsultować się ze specjalistą.

Przykład 3: nawadnianie plantacji ziemniaków o powierzchni 25 ha dawką 20 mm wody

A) niezbędna ilość wody = 25 ha x 20mm x 10 = 5000 m3 W tym przypadku można zastosować mini deszczownię przęsłową o wydatku 100 m3/h

B) czas pracy systemu = 5000 m3 : 100 m3/h = 50 godzin Maszyna tego typu nie jest urządzeniem produkowanym seryjnie. Jest projektowana na potrzeby danego pola i składana na nim z gotowych elementów. Następnym etapem jest zaprojektowanie linii zasilającej i obliczanie całkowitych strat ciśnienia. Każde 10 m różnicy wysokości w pionie pomiędzy ujęciem wody a danym punktem pola stanowi dodatkowo 1 bar ciśnienia, który musi wytworzyć pompa zasilająca. Podczas tłoczenia wody następuje strata ciśnienia spowodowana tarciem o wewnętrzne ściany rur.

Obliczanie ciśnienia wytwarzanego przez pompę:

Przykład:zasilanie pompą głębinową z głębokości 30 m. Wąż od pompy do powierzchni pola z polietylenu 110 x 4,2. Wydatek deszczowni 60 m3/h przy ciśnieniu na wejściu 6 bar. Odległość od pompy do maszyny 450 m a różnica pomiędzy najniższym a najwyższym punktem pola wynosi 15 m.

A) straty na skutek tarcia w wężu od pompy na powierzchnię: 110x4,2 = ( 30 : 100 ) x 0,58 = 0,174 bar,

B) podniesienie wody na 30 m = 3 bar,

C) straty na skutek tarcia w rurach PVC 110x4,3 = (450 : 100) x 0,38 = 1,71 bar,

D) różnica wzniesień na polu na 15 m = 1,5 bar,

E) ciśnienie na wejściu maszyny = 6 bar Łączne ciśnienie wytwarzane przez pompę powinno wynosić 12,38 bar.

Ostatni etap stanowi dobór odpowiedniej pompy. Do pompowania wody ze studni głębinowych można użyć elektrycznych lub mechanicznych pomp głębinowych. Wodę z rzek, stawów lub jezior można pompować używając pomp elektrycznych z pionową lub poziomą osią wirnikową, agregatów pompowych z silnikiem Diesel'a lub pomp napędzanych WOM ciągnika. Najbardziej ekonomiczne w eksploatacji są pompy elektryczne. Najwięcej energii zużywają pompy ciągnikowe.

Warto też wiedzieć jak nawadniać, aby plony były jak największe a zużycie wody optymalne. Wielu plantatorów stosuje deszczowanie 2 - 3 razy w trakcie sezonu wegetacyjnego używając bardzo dużych dawek. Jest to niewłaściwe, gdyż zwiększona ilość wody wymywa z gleby składniki pokarmowe. Nadmiar wody przenika poniżej strefy korzeniowej i nie jest wykorzystywana przez rośliny. W okresach bezdeszczowych, wietrznych, przy wysokiej temperaturze należy uzupełnić braki wody w glebie ilością 40 mm w ciągu 7dni. Podczas chłodnych, pochmurnych dni dawkę można zredukować do 18 mm w ciągu 7 dni. Jednorazowo nie należy przekraczać 20 mm z wyjątkiem łąk i pastwisk. Najlepszym sposobem określania momentu i intensywności nawadniania jest pomiar wilgotności gleby na różnych głębokościach i na tej podstawie określanie dawki wody. Zaprojektowanie we własnym zakresie systemu nawadniającego oraz zastosowanie powyższych wskazówek z pewnością pozwoli na zorientowanie się:

• czy dysponujemy odpowiednią ilością wody,
• jak dobrać najlepszy system nawadniający,
• jaką należy zastosować pompę
• jak zminimalizować straty przepływu wody w rurociągu,
• kiedy i jaką ilością wody należy nawadniać.