Maksymalizacja plonów i efektywnego wykorzystania zasobów dzięki-nawadnianiu kroplowemu o niskim przepływie”-Część 1

Wielu komercyjnych hodowców kupuje systemy nawadniania kropelkowego, mając nadzieję na precyzję. Zamiast tego borykają się z ciągłymi problemami. Ten artykuł wykracza poza teorię. To kompletny przewodnik po technologii nawadniania kropelkowego-o niskim przepływie. Zbudowaliśmy go, korzystając z dwóch lat rzeczywistych danych rynkowych i szeroko zakrojonych testów w terenie. Omówimy technologię nawadniania kropelkowego-o niskim przepływie i wskażemy jasną ścieżkę do większej wydajności i zysków.

• Ukryte koszty „wystarczająco dobrego”

Tradycyjne systemy nawadniania kroplowego działają lepiej niż metody zalewowe lub tryskaczowe. Ale często przynoszą własne frustracje.

Duże różnice przepływu w pojedynczym bloku powodują nierówny wzrost i dojrzałość roślin.

Woda i nawozy marnują się w wyniku spływu powierzchniowego i głębokiego drenażu poniżej strefy korzeniowej.

Hodowcy nieustannie starają się zrównoważyć początkowe koszty systemu z długoterminową-wydajnością i trwałością.

• Technologia niskiego-przepływu

Nawadnianie kropelkowe o niskim-przepływie stanowi rewolucję-opartą na danych w rolnictwie precyzyjnym. To nie tylko inny produkt. To inny sposób myślenia o operacjach.

Ten przewodnik zapewnia jasne i praktyczne zrozumienie technologii niskiego-przepływu. Dowiesz się, co to jest, dlaczego działa i jak skutecznie go używać.

Przejdziemy od podstawowych definicji do sprawdzonych studiów przypadków. Zobaczysz, jak ta technologia rozwiązuje najważniejsze wyzwania współczesnego rolnictwa. To Twoja droga do lepszej wydajności nawadniania i niższych kosztów operacyjnych.

Język precyzji

Aby opanować jakąkolwiek technologię, musisz najpierw zrozumieć jej język. Nawadnianie kroplowe jest definiowane przez podstawowe parametry techniczne. To one decydują o tym, jak dobrze radzi sobie w terenie.

Natężenie przepływu emitera (L/h)

Zrzut wody przez pojedynczy emiter w rurze do nawadniania kropelkowego w jednostce czasu jest zwykle mierzony w litrach na godzinę (L/h). W warunkach temperatury odniesienia wynoszącej 23 ± 3 stopnie, zrzut wody na godzinę przez pojedynczy emiter przy jego znamionowym ciśnieniu roboczym jest kluczową podstawą projektowania, wyboru i planowania systemu nawadniającego.

W przypadku upraw polowych powszechnie zapewniane przez nas natężenie przepływu emitera wynosi 1,6, 1,1 i 0,8 litra na godzinę. Natężenie przepływu zdecydowanej większości produktów dostępnych na rynku przekracza 1 litr na godzinę. Dlatego też „niskie natężenie przepływu”, o którym teraz mówimy, dotyczy głównie kroplowników o natężeniu przepływu mniejszym niż 1 litr na godzinę.

Bardzo ważne jest rozróżnienie pomiędzy natężeniem przepływu reklamowanym przez producenta a rzeczywistym natężeniem przepływu uzyskiwanym w terenie. Projekt systemu i jakość komponentów determinują-rzeczywistą wydajność.

Rozstaw emiterów (cm)

Odległość między emiterami to odległość pomiędzy kolejnymi emiterami wzdłuż linii kroplowej. Zwykle mierzy się go w centymetrach.

W przypadku większości upraw polowych-na dużą skalę typowe odstępy wynoszą 20 cm, 25 cm i 30 cm.

Inne marki produktów do nawadniania kropelkowego oferują również modele z rozstawem kroplowników wynoszącym 10-15 cm. Wraz ze zmniejszaniem się odstępu kroplowników zwiększa się natężenie przepływu na jednostkę długości taśmy okapnika, co znacznie skraca odległość montażu taśmy okapnika jednostronnie.

Rozstaw linii kroplujących (m)

Podstawową zasadą montażu taśmy ściekowej jest„w razie potrzeby zakrycie strefy korzeni roślin”.Oznacza to określenie obszaru pokrycia (jeden rząd/wiele rzędów) i konkretnego położenia taśmy kroplowej w oparciu o rozstaw rzędów roślin, gęstość sadzenia i charakterystykę rozmieszczenia korzeni. Ostatecznym celem jest osiągnięcie podwójnych celów„precyzyjne dostarczanie wody do strefy korzeniowej + optymalny koszt sprzętu”.Różne wzory sadzenia (takie jak szerokie-wąskie rzędy, równe odstępy między rzędami i gęste nasadzenia) bezpośrednio określają układ taśmy okapowej.

(1) Szeroki-wąski schemat sadzenia w wąskich rzędach: rura do nawadniania kropelkowego zakopana w wąskich rzędach, obejmująca 2 rzędy upraw

Typowe uprawy i parametry sadzenia

Kukurydza:Szeroki-wąski wzór w rzędach „wąski rząd 35-40 cm + szeroki rząd 80–85 cm” to typowy przykład pokrycia wielorzędowego. W tym przypadku taśmę okapniczą układa się pośrodku wąskiego rzędu, na głębokość 2-4 cm (płytki zakop), przykrywając jednocześnie strefy korzeniowe dwóch rzędów kukurydzy.

Inne odpowiednie uprawy:Bawełna, soja i inne uprawy z uprawą rzędową, zwykle przy wąskim rozstawie rzędów wynoszącym 30–50 cm i szerokim rozstawie rzędów wynoszącym 60–90 cm, również nadają się do podejścia „zakopywanie w wąskich rzędach, obejmujące 2 rzędy”.

Zalety instalacji

Bliżej strefy korzeniowej:W przypadku zakopania taśmy okapowej w wąskim rzędzie, woda po wypuszczeniu szybko rozleje się poziomo, skutecznie zakrywając strefę korzeniową obu sąsiednich rzędów, ograniczając w ten sposób głębokie przesiąkanie (szczególnie zauważalne na glebach piaszczystych).

Oszczędność kosztów:W porównaniu z „jedną rurą w rzędzie” ilość użytej taśmy kroplującej można zmniejszyć o 50% (np. w przypadku kukurydzy szeroki-wąski układ rzędów pozwala zaoszczędzić 60% taśmy kroplującej w porównaniu do sadzenia w jednolitych rzędach), bez wpływu na zarządzanie szerokim rzędem podczas uprawy.

(2) Wzorzec sadzenia z równymi odstępami w rzędach: „Pokrycie w jednym rzędzie” i „Pokrycie wielu-rzędów” określone na podstawie odstępu między rzędami

Rozstaw rzędów > 1 m: pojedynczy rząd na rurę, aby uniknąć niewystarczającego pokrycia

Typowe uprawy:Drzewa owocowe (np. jabłka, pomarańcze w rozstawie rzędów 4-6 m), wysokie rośliny gospodarcze (np. trzcina cukrowa w rozstawie rzędów 1,2-1,5 m).

Logika instalacji: Jeśli odstępy między rzędami są zbyt duże, pojedyncza taśma okapowa nie będzie w stanie pokryć stref korzeniowych sąsiednich rzędów. Na glebach gliniastych poziome rozciągnięcie strefy zwilżania wynosi około 50-60 cm. Dlatego wzdłuż każdego rzędu upraw należy ułożyć jedną taśmę okapniczą. Jeżeli rozstaw rzędów drzew owocowych przekracza 4 m, a gleba jest gliniasta lub lepsza, można ułożyć dwie taśmy okapowe wzdłuż jednego rzędu (umieszczone po obu stronach występu korony), ale bez „pokrycia wielorzędowego”.

Rozstaw rzędów 0,3–1 m: pojedynczy rząd na rurę lub dwa rzędy na rurę, dostosowane w zależności od rodzaju gleby

Typowe uprawy: Warzywa (np. pomidory, ogórki w rozstawie rzędów 0,5-0,8 m), rośliny polowe w gęstym sadzeniu (np. pszenica, rozstawa rzędów 15-20 cm, gęste nasadzenia).

Logika instalacji:Jeśli gleba jest gliniasta (z silną chłonnością kapilarną), przy rozstawie rzędów 0,8-1 m, pojedynczą taśmą okapniczą można pokryć dwa rzędy (zapewniając, że strefa zwilżania będzie rozciągać się na ponad 80 cm). Na glebach piaszczystych (o słabym rozrzucie poziomym, tylko 30-40 cm) wymagany jest układ „jeden rząd na rurę”, aby uniknąć niedostatecznego pokrycia sąsiednich rzędów wodą.

(3) Rozsyłany gęsty wzór sadzenia: małe odstępy, pojedyncza rura obejmująca wiele rzędów (3 rzędy i więcej)

Typowe uprawy i parametry sadzenia

Pszenica, trawa darniowa:Rozstawa rzędów 10–20 cm, uważana za „gęste sadzenie rozsiane”, z odstępem między emiterami zazwyczaj 0,25–0,5 m. Pojedyncza taśma kroplująca może pokryć 3-5 rzędów upraw.

Warzywa:(np. szpinak, sałata) Rozstaw rzędów 15-25 cm, rozstaw emiterów 0,3-0,4m, pojedynczą rurką pokrywającą 2-4 rzędy.

Plan instalacji

Emitery rozmieszczone są równolegle do rzędów upraw, w rozstawie 0,25-0,5 m (mniejszą wartość stosuje się na glebach suchych lub piaszczystych, a większą na terenach wilgotniejszych).

Na przykład podczas sadzenia pszenicy, przy odstępie emiterów wynoszącym 0,4 m, woda emitowana z pojedynczej taśmy kroplowej może rozprzestrzeniać się poziomo, pokrywając 1–2 rzędy pszenicy po obu stronach, ostatecznie uzyskując „1 rurę pokrywającą 3–4 rzędy”, co znacznie poprawia wydajność instalacji.

(4) Rzędy drzew owocowych-Zależny wzór sadzenia: dostosowany w zależności od kształtu drzewa, przeważnie pokrycie w jednym rzędzie (brak pokrycia w wielu-rzędach)

Typowa scena

W przypadku drzew owocowych o nieregularnym ułożeniu (np. brzoskwini, gruszy, z rozstawem roślin 2-3 m i rozstawem rzędów 3-5 m) rury do nawadniania kropelkowego są „układane wzdłuż rzędów” każdego drzewa (tj. umieszczane zgodnie z kierunkiem rozmieszczenia korzeni każdego drzewa), przy czym pojedyncza rura pokrywa strefę korzeniową tylko jednego drzewa. Nie stosuje się sadzenia wielorzędowego, gdyż korzenie drzew owocowych są rozproszone i ekspansywne, a krycie wielorzędowe może prowadzić do niedoborów wody w niektórych strefach korzeniowych.

Grubość ścianki taśmy okapowej (mm)

Grubość ścianki taśmy okapowej określa jej trwałość, żywotność i koszt.

Grubsza ścianka zapewnia większą trwałość i lepszą odporność na uszkodzenia mechaniczne. Obejmuje to szkody spowodowane instalacją, działaniami w terenie i demontażem. Wiąże się to jednak z wyższymi kosztami materiałów i zwiększoną wagą.

Cieńsza ściana kosztuje mniej i często sprawdza się w przypadku jednego-sezonowego użytku.

W przypadku większości-jednosezonowych upraw polowych najlepszą równowagę zapewnia grubość ścianki wynosząca 0,15 mm. Optymalizuje wydajność, trwałość i ekonomiczność.

Znamionowe ciśnienie robocze (kPa/bar)

Znamionowe ciśnienie robocze to maksymalne zaprojektowane ciśnienie robocze taśmy ściekowej. Zwykle wyraża się ją w kilopaskalach (kPa) lub barach. 100 kPa równa się 1 barowi.

Ciśnienie wewnątrz rurociągu jest jednym z najważniejszych parametrów systemu nawadniania kropelkowego, choć często jest pomijane. Aby system nawadniania kropelkowego działał stabilnie, ciśnienie musi spełniać wymagania projektowe. Zbyt niskie ciśnienie często skutkuje znacznym odchyleniem przepływu kroplownika, nierównomiernym rozprowadzeniem wody, a faktyczny wydatek wody w przewidzianym czasie pracy nie będzie pokrywał zapotrzebowania roślin na wodę. Z drugiej strony, jeśli ciśnienie jest zbyt wysokie, może łatwo spowodować pęknięcie taśmy okapowej i wyciek wody.

W przypadku typowej taśmy okapowej o grubości ścianki 0,15 mm na płaskim terenie zaprojektuj system tak, aby boczne ciśnienie wlotowe wynosiło około 1 bar.

Projektowany współczynnik zmienności przepływu (%)

Projektowe natężenie przepływu bezpośrednio mierzy równomierność nawadniania. Oblicza się go jako stosunek różnicy pomiędzy maksymalnym i minimalnym natężeniem przepływu emitera w obrębie bloku irygacyjnego do projektowego natężenia przepływu.

Normy branżowe, takie jak chińska norma GB/T 50485-2020, wymagają zmienności przepływu mniejszej lub równej 20%. Jednak projekty systemów-o wysokiej wydajności powinny mieć na celu zmienność mniejszą niż lub równą 15%. Jest to szczególnie prawdziwe w przypadku systemów wykorzystujących technologię niskiego przepływu.

Ta jednorodność jest kluczem do stałego dostarczania wody i składników odżywczych. Gdy każda roślina otrzymuje te same zasoby, uzyskuje się bardziej równomierny wzrost plonów, ich jakość i ostatecznie wyższą wydajność rynkową. Wizualnym dowodem wysokiej jednorodności są zwilżone kręgi o prawie identycznej wielkości przy każdym emiterze na całej długości linii kroplowej.

Maksymalna długość biegu (m)

Maksymalna długość odcinka to najdłuższa możliwa długość pojedynczej linii kroplowej. Utrzymuje to zmienność przepływu mniejszą lub równą 10%. Jest to krytyczny parametr projektowy.

Podstawową zaletę technologii niskiego-przepływu wyraźnie widać w jej wpływie na długość serii. Większe długości serii znacznie upraszczają układ pola i zmniejszają koszty infrastruktury.

 

Jak pokazują poniższe dane, zmniejszenie natężenia przepływu emitera zwiększa długość przebiegu.

Natężenie przepływu emitera	Maksymalna długość biegu (na płaskim terenie)
1.1 L/h	136 m
0.75 L/h	172 m
0.35 L/h	280 m