Γιατί η στάγδην άρδευση έχει μεγαλύτερη σημασία από όσο νομίζουν οι περισσότεροι αγρότες;
Η πολύ σύντομη λειτουργία ενός συστήματος σταγόνων προκαλεί αδύναμα ριζικά συστήματα και ασταθή ανάπτυξη των καλλιεργειών. Η πολύωρη λειτουργία του δημιουργεί απώλεια βαθιάς διήθησης, έκπλυση λιπάσματος, ανεπάρκεια οξυγόνου στις ρίζες και υπερφόρτωση του αγωγού. Ένα επαγγελματικό πρόγραμμα στάγδην άρδευσης πρέπει να εξισορροπεί τέσσερις παράγοντες ταυτόχρονα:
- Ρυθμός διείσδυσης εδάφους
- Ικανότητα απορρόφησης νερού της καλλιέργειας
- Ομοιομορφία εκκένωσης ταινίας σταγόνας
- Περιβαλλοντική ένταση εξάτμισης
Ⅰ. Ο τύπος του εδάφους αλλάζει τα πάντα
Πριν από τη λειτουργία οποιουδήποτε συστήματος σταγόνας, πρέπει πρώτα να προσδιοριστεί η υφή του εδάφους των καλλιεργειών. Η διαπερατότητα του εδάφους καθορίζει άμεσα τον βασικό χρόνο εκτέλεσης άρδευσης.
- Αμμώδες χώμαέχει εξαιρετικά υψηλή υδατοπερατότητα. Η διάρκεια του ποτίσματος πρέπει να είναι μεταξύ 2-4 ωρών. Ο υπερβολικά μεγάλος χρόνος λειτουργίας θα ωθήσει το νερό και τα θρεπτικά συστατικά κάτω από την ενεργή ζώνη ρίζας.
- Πηλώδες έδαφοςπαρέχει την καλύτερη ισορροπία μεταξύ κατακράτησης νερού και διείσδυσης. Οι περισσότερες καλλιέργειες του αγρού επιτυγχάνουν σταθερή πρόσληψη νερού μέσα σε 3-5 ώρες από την άρδευση.
- Πηλόχωμαδιεισδύει αργά. Οι σύντομοι κύκλοι άρδευσης συχνά αποτυγχάνουν να σχηματίσουν μια πλήρη ζώνη διαβροχής γύρω από τις ρίζες. Συνιστάται η συνεχής άρδευση χαμηλής-ροής για 4-6 ώρες.
Ωστόσο, οι πραγματικές εκμεταλλεύσεις εμφανίζουν σημαντικές διαφορές διείσδυσης ακόμη και εντός της ίδιας κατηγορίας εδάφους λόγω:
⒈ Το έδαφος με χαμηλή οργανική ύλη απαιτεί μεγαλύτερη άρδευση
Το χαμηλό-οργανικό έδαφος στερείται σταθερής δομής αδρανών και έχει ασθενή ικανότητα συγκράτησης νερού. Το νερό διεισδύει άνισα και διαφεύγει γρήγορα κάτω από την ενεργή ζώνη της ρίζας. Επομένως, ο χρόνος στάγδην άρδευσης θα πρέπει να αυξάνεται μέτρια για να σταθεροποιηθεί η κατανομή της διαβροχής.
⒉ Το γόνιμο έδαφος μπορεί να μειώσει το χρόνο λειτουργίας
Υψηλή-οργανική γεωργική γη σχηματίζει πορώδεις δομές αδρανών που βελτιώνουν τόσο τη διείσδυση όσο και τη συγκράτηση της υγρασίας. Η υπερβολική παράταση της άρδευσης σε γόνιμο έδαφος μπορεί να αυξήσει τον κίνδυνο κορεσμού της ζώνης των ριζών-.
⒊ Το συμπιεσμένο έδαφος χρειάζεται αργή άρδευση
Η συμπύκνωση συμπιέζει τους κάθετους πόρους του εδάφους και επιβραδύνει σημαντικά τη διείσδυση του νερού. Η γρήγορη άρδευση σε συμπιεσμένη γη συχνά δημιουργεί: επιφανειακή λιμνάζουσα, απορροή νερού και ανομοιόμορφη διαβροχή των ριζών. Για καλλιεργήσιμες εκτάσεις με σοβαρή συμπίεση, συνιστώνται ανεπιφύλακτα-πομποί χαμηλής ροής. Συνιστώμενος ρυθμός ροής εκπομπού Μικρότερος ή ίσος με 2,0 L/h, που επιτρέπει στο νερό να διεισδύει σταδιακά χωρίς συσσώρευση στην επιφάνεια.
⒋ Το αλατούχο έδαφος απαιτεί μεγαλύτερο χρόνο λειτουργίας
Το αλατούχο έδαφος περιέχει συνήθως πυκνά σωματίδια αργίλου και κακή διαπερατότητα. Οι σύντομοι κύκλοι άρδευσης δεν μπορούν να μετακινήσουν αποτελεσματικά το διαλυτό αλάτι κάτω από τη ζώνη της ρίζας. Η επαγγελματική άρδευση με αλατούχο-στάγδην άρδευση πρέπει να υιοθετεί άρδευση χαμηλής-ροής, μακράς- διάρκειας για να διατηρείται σταθερό μέτωπο διαβροχής, σπρώχνοντας σταδιακά τα διαλυτά άλατα κάτω από τη ζώνη της ρίζας προστατεύοντας παράλληλα τη δραστηριότητα των ριζών.
Ⅱ. Ρύθμιση χρόνου εκτέλεσης κατά τύπο συστήματος σταγόνας
⒈ Άρδευση με στάγδην ρηχή θαμμένη
Τα θαμμένα στρώματα του εδάφους επιβραδύνουν την πλευρική κίνηση του νερού. Ο χρόνος εκτέλεσης θα πρέπει να αυξηθεί κατά περίπου 15%.
⒉ Φιλμ Mulched Drip Irrigation
Το πλαστικό σάπια φύλλα μειώνει σημαντικά την απώλεια εξάτμισης και βελτιώνει την απόδοση της συγκράτησης της υγρασίας του εδάφους. Ως εκ τούτου, ο χρόνος λειτουργίας μπορεί συνήθως να μειωθεί κατά 10%.
⒊ Πίεση-Συστήματα αντιστάθμισης σταγόνων
Συστήματα σταγόνων αντιστάθμισης πίεσης-όπως αυτά που χρησιμοποιούνται σε επικλινείς γεωργικές εκτάσεις πρέπει να διατηρούν σταθερή πίεση εργασίας. Συνιστώμενη πίεση λειτουργίας 0,8–1,2 MPa. Για ανώμαλο έδαφος, η διάρκεια άρδευσης θα πρέπει να αυξηθεί κατά περίπου 10% για να διατηρηθεί η ομοιόμορφη κατανομή του νερού.
Ⅲ. Έλεγχος χρόνου εκτέλεσης σταδίου ανάπτυξης καλλιέργειας
⒈ Καλλιέργειες Σιτηρών
⑴ Στάδιο δενδρυλλίων
Το σιτάρι και το καλαμπόκι θα πρέπει να λειτουργούν συστήματα σταγόνας για 2-3 ώρες κατά την πρώιμη ανάπτυξη δενδρυλλίων. Ο ενιαίος όγκος άρδευσης πρέπει να παραμείνει κάτω από 15 m3/mu. Αυτό βοηθά στην αποφυγή του εγκαύματος των ριζών και του υπερβολικού κορεσμού του εδάφους.
⑵ Στάδιο ένωσης και εκκίνησης
Σε στάδια ταχείας ανάπτυξης του στελέχους, ο χρόνος εκτέλεσης θα πρέπει να αυξηθεί σε 3-4 ώρες για να υποστηριχθεί η ανάπτυξη του βλαστού και του μίσχου. Οι καλλιέργειες βαμβακιού και λαχανικών πρέπει γενικά να διατηρούν 3-3,5 ώρες διάρκεια άρδευσης. Συνιστώνται ανεπιφύλακτα οι ταινίες στάγδην χαμηλής- ροής Λιγότερο ή ίσο με 2,0 L/h. Αυτό αποτρέπει την υπερένταση των ριζών και βελτιώνει την ανταλλαγή οξυγόνου γύρω από τη ζώνη της ρίζας.
⒉ Πρότυπα χρόνου εκτέλεσης άρδευσης με σταγόνες οπωρώνων
Τα οπωροφόρα δέντρα απαιτούν βαθύτερη διαβροχή των ριζών σε σύγκριση με τις καλλιέργειες αγρού. Κάθε δέντρο θα πρέπει κανονικά να χρησιμοποιεί 3-8 εκπομπούς με 5-6 ώρες συνεχούς άρδευσης. Βάθος διαβροχής στόχου 50–60 cm.
⒊ Πρότυπα χρόνου εκτέλεσης Crop Crop
Οι καλλιέργειες βαμβακιού και λαχανικών πρέπει γενικά να διατηρούν 3-3,5 ώρες διάρκεια άρδευσης. Συνιστώνται ανεπιφύλακτα οι ταινίες στάγδην χαμηλής- ροής Λιγότερο ή ίσο με 2,0 L/h. Αυτό αποτρέπει την υπερένταση των ριζών και βελτιώνει την ανταλλαγή οξυγόνου γύρω από τη ζώνη της ρίζας.
Ⅳ. Γιατί πρέπει να αλλάξει ο χρόνος εκτέλεσης στάγδην άρδευσης:Επιδράσεις θερμότητας, κρύου, ξηρής περιόδου
⒈ Συνθήκες υψηλών θερμοκρασιών & δυνατών ανέμων
Υπό συνθήκες υψηλής εξάτμισης, ο χρόνος λειτουργίας θα πρέπει να μειωθεί κατά περίπου 20%. Οι μεγάλοι κύκλοι άρδευσης κάτω από έντονο ηλιακό φως συχνά αυξάνουν την απώλεια επιφανειακής εξάτμισης παρά την αποτελεσματική απορρόφηση των ριζών, ειδικά σε αμμώδες έδαφος, περιοχές με χαμηλή-υγρασία, κατεστραμμένα χωράφια με σάπια φύλλα και νεαρά στάδια φύτευσης.
⒉ Κρύα Άνοιξη & Τέλη Φθινοπώρου
Η χαμηλή θερμοκρασία επιβραδύνει την ταχύτητα διείσδυσης στο έδαφος. Ο χρόνος εκτέλεσης θα πρέπει να αυξηθεί κατά περίπου 10%. Η χαμηλή θερμοκρασία του εδάφους επιβραδύνει τόσο τη διήθηση του νερού όσο και τη δραστηριότητα απορρόφησης των ριζών, με αποτέλεσμα το μέτωπο διαβροχής γύρω από τους σταγονοστάτες να διαστέλλεται πιο αργά από ό,τι σε καλοκαιρινές συνθήκες. Εάν η διάρκεια άρδευσης παραμείνει αμετάβλητη κατά τη διάρκεια περιόδων χαμηλής-θερμοκρασίας, η υγρασία μπορεί να μην διεισδύσει πλήρως στο ενεργό στρώμα ρίζας. Αυτό το πρόβλημα είναι ιδιαίτερα κοινό σε άργιλους-βαριές γεωργικές εκτάσεις, σε θερμοκηπιακές καλλιέργειες και σε συστήματα οπωρώνων με βαθιές{{7} ρίζες.
⒊ Συχνότητα άρδευσης ξηρής περιόδου
Τα διαστήματα άρδευσης θα πρέπει γενικά να διαμένουν μεταξύ 5-7 ημερών. Ο συνιστώμενος στόχος υγρασίας του εδάφους είναι 60%-80% της ικανότητας συγκράτησης νερού του αγρού. Το υπερβολικά ξηρό έδαφος καταστέλλει γρήγορα τη δραστηριότητα των ριζών και τη χρήση λιπασμάτων, ενώ η υπερβολική συνεχής άρδευση μειώνει την περιεκτικότητα του εδάφους σε οξυγόνο και αυξάνει τον κίνδυνο ριζικής νόσου.
Ⅴ. ΣταγόναΣυντήρηση Συστήματος
⒈ Πρότυπα οπισθόπλυσης
Η μακροπρόθεσμη-σταθερότητα χρόνου εκτέλεσης εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τη διαχείριση της συντήρησης. Η ελάχιστη διάρκεια οπισθόπλυσης είναι 15 λεπτά. Για συστήματα άρδευσης που χρησιμοποιούν πηγές επιφανειακών υδάτων, όπως ποτάμια, κανάλια ή δεξαμενές, αιωρούμενα σωματίδια και οργανική ύλη συσσωρεύονται συνεχώς μέσα στη μονάδα διήθησης και στο δίκτυο αγωγών. Εάν η αντίστροφη πλύση είναι πολύ σύντομη ή εκτελείται ακανόνιστα, αυτά τα σωματίδια περνούν σταδιακά μέσα από το σύστημα φίλτρου και καθιζάνουν μέσα στους πομπούς σταγόνων, οδηγώντας σε μερική ή πλήρη απόφραξη με την πάροδο του χρόνου.
⒉ Το σύστημα άρδευσης με σταγόνες πρέπει να απενεργοποιηθεί αμέσως κάτω από 4 συνθήκες αστοχίας
⑴ Πολύ υψηλή πίεση συστήματος άρδευσης με σταγόνες
Το ράγισμα λόγω κόπωσης με σταγόνες είναι μια από τις πιο κοινές κρυφές αστοχίες στα μακροχρόνια συστήματα άρδευσης με σταγόνες. Μόλις η πίεση του αγωγού υπερβεί το 1,5 MPa, το σύστημα άρδευσης πρέπει να τερματιστεί αμέσως. Η συνεχής λειτουργία υπερπίεσης προκαλεί μη αναστρέψιμη όλκιμη ρωγμή των ταινιών στάγδην πολυαιθυλενίου, μειώνοντας σημαντικά τη διάρκεια ζωής και αυξάνοντας τον κίνδυνο έκρηξης κατά τις περιόδους αιχμής άρδευσης.
⑵ Η πίεση του συστήματος άρδευσης με σταγόνες δεν είναι σταθερή
Για καθημερινή λειτουργία, η κανονική πίεση λειτουργίας του συστήματος θα πρέπει να παραμένει εντός 0,6–1,2 MPa. Διακύμανση πίεσης άνω των ±0,2 MPa, απαιτεί άμεση χειροκίνητη ρύθμιση πίεσης. Η υπερβολική αστάθεια πίεσης όχι μόνο επιταχύνει τη γήρανση των σωλήνων, αλλά επίσης καταστρέφει γρήγορα την ομοιομορφία απόρριψης του σταγονόμετρου σε μεγάλες ζώνες άρδευσης.
⑶ Το φίλτρο στάγδην άρδευσης είναι μπλοκαρισμένο
Η αποτυχία φιλτραρίσματος είναι ένας άλλος κρίσιμος λειτουργικός κίνδυνος που συχνά αγνοείται σε μικρές και μεσαίες-εκμεταλλεύσεις. Εάν η διαφορά πίεσης μεταξύ εισόδου και εξόδου φίλτρου υπερβαίνει τα 0,05 MPa, τα στοιχεία φίλτρου πρέπει να καθαριστούν ή να αντικατασταθούν αμέσως. Η σοβαρή μόλυνση του φίλτρου προκαλεί γρήγορα απόφραξη εκπομπών-μεγάλης κλίμακας σε ολόκληρη τη ζώνη άρδευσης.
⑷ Ανώμαλη άρδευση με σταγόνες στο χωράφι
Οι αγρότες συνήθως παρατηρούν ότι ορισμένα φυτά λαμβάνουν αρκετό νερό και αναπτύσσονται κανονικά, ενώ τα γειτονικά φυτά παραμένουν ξηρά, μαραμένα ή παρουσιάζουν καθυστερημένη ανάπτυξη ακόμη και στον ίδιο κύκλο άρδευσης. Αυτό υποδηλώνει ότι το σύστημα στάγδην δεν παρέχει πλέον νερό ομοιόμορφα σε όλο το χωράφι. Αυτή η κατάσταση προκαλείται συνήθως από ανισορροπία της πίεσης του αγωγού, μερική απόφραξη του εκπομπού ή εντοπισμένη βλάβη του σωλήνα. Μόλις εμφανιστεί αυτό το σύμπτωμα{3}}σε επίπεδο πεδίου, το σύστημα θα πρέπει να τερματιστεί για έλεγχο. Η απόκλιση ροής πάνω από ± 7% συνδέεται συχνά με εσωτερική υδραυλική αστάθεια και θα πρέπει να αντιμετωπίζεται ως κρίσιμο προειδοποιητικό σήμα και όχι ως κανονική διακύμανση.