Navodnjavanje povrtarskih kultura ima dugu istoriju, vođenu realnošću da je voda ograničen resurs. Naglasak na posedovanju odgovarajuće količine vode za uspešan rast biljaka nastavlja da raste.
Prema Fairfaxu, sa sjedištem u Virginiji Udruženje za navodnjavanje, navodnjavanje je počelo 6000. godine prije Krista. Počelo je otprilike u isto vrijeme u Egiptu i Mesopotamiji (današnji Irak i Iran), koristeći vodu iz poplavnih rijeka Nil ili Tigris/Eufrat. Poplavne vode, koje su se desile od jula do decembra, bile su preusmjerene na polja na 40 do 60 dana. Voda se zatim vraćala u rijeku u pravom trenutku u ciklusu rasta.
1800. godine naše ere, navodnjavana zemlja širom sveta dostigla je skoro 20 miliona hektara. Ovo se upoređuje sa oko 600 miliona hektara danas.
Potencijal prenosnog navodnjavanja prskalicama u biljnoj proizvodnji prepoznat je nakon Drugog svjetskog rata. Katalizator je bila sve veća dostupnost aluminijuma. Lagani metal je počeo da zamjenjuje teške čelične cijevi i spojeve od lijevanog željeza ili čelika.
Značaj aluminijuma je evidentan u statistici za taj period. Podaci američke vlade otkrivaju da je 1.25 miliona funti cijevi instalirano u Sjedinjenim Državama 1946. godine. Do 1955. brojka je porasla na 50 miliona funti.
Postoje četiri glavne vrste navodnjavanja: površinsko (poplavno i brazdno); prskalica; kap po kap; i podzemni. Površinske metode uglavnom gube najviše vode na isparavanje, a popularnost im opada već nekoliko decenija kako na njihovo mjesto dolaze efikasni sistemi kapanja.
Svijet povrća je u posljednjih nekoliko decenija doživio pomak na navodnjavanje kap po kap.
Navodnjavanje kap po kap (takođe poznato kao kap po kap ili mikronavodnjavanje) omogućava precizno kontroliranu primjenu vode i gnojiva dopuštajući vodi da polako kaplje blizu korijena biljke kroz mrežu ventila, cijevi, cijevi i emitera. Plastikultura je kombinovana upotreba navodnjavanja kap po kap, polietilenskog malča i podignutih gredica. Najveća produktivnost i ranoraničnost može se postići u povrtarskoj proizvodnji kombinovanjem plastične kulture sa upotrebom transplantata, smatraju stručnjaci iz industrije.
„Većina uzgajivača povrća sa kojima radim ima neki oblik navodnjavanja“, rekao je Ron Goldy, viši savjetnik na Univerzitetu Michigan State.
Goldy je pokrenuo i upravlja Mreža za navodnjavanje jugozapadnog Michigana, program praćenja vlažnosti tla koji se plaća za uslugu koji uzgajivačima pruža sedmična očitavanja i savjete o primjeni navodnjavanja.
„U zavisnosti od useva, većina je otišla da kaplje“, rekao je Goldy. “Neki usjevi ne mogu da kapaju, kao što su kukuruz, šargarepa, celer, luk, pasulj, krompir, kiseli krastavci, grašak i drugi koji su zasađeni u velikoj gustini.”
Ostale prednosti koje nude sistemi kapanja, prema Goldyju, uključuju:
- Irigatori za navodnjavanje kapanjem takođe koriste vodove kapanjem za đubrenje
- Traka za kompenzaciju pritiska omogućila je upotrebu kapanja na brdovitim lokacijama
- Drip je mnogo bolji kada je u pitanju sigurnost hrane
- Drip omogućava efikasnije korišćenje vode i hranljivih materija
- Kapanjem se može postići manji pritisak i zapremina, pa je stoga bolje za one sa niskim izlazom iz bunara
- Kapanje minimizira pritisak bolesti tako što ne vlaže listove i plodove
- Uzgajivači mogu navodnjavati kap po kap i dalje obavljati druge poljske aktivnosti
- Drip je lakše automatizirati
“Navodnjavanje je jedan od najboljih načina da se smanji rizik u visokovrijednim usjevima, čak i u državi s puno vode kao što je Michigen,” rekao je Goldy. “Potaknuo bih svakog uzgajivača visokovrijednog povrća da navodnjava na neki način, po mogućnosti kap po kap.”
Istraživanje metoda navodnjavanja u Kaliforniji od strane Američko društvo građevinskih inženjera prikupili informacije o metodama koje su uzgajivači koristili za navodnjavanje svojih usjeva u 2010. Rezultati su upoređeni sa ranijim istraživanjima kako bi se procijenili trendovi.
Prema nalazima, od 1972. do 2010. godine zasađene površine su povećane sa 15 na 30 posto za voćnjake i sa 6 na 15 posto za vinograde. Površina zasađena povrćem ostala je relativno statična, dok je zasađena pod ratarskim kulturama opala sa 67 na 41 posto površine navodnjavanja. Zemljište koje se navodnjava navodnjavanjem malog obima (kap po kap i mikro-sprinklerom) povećalo se za približno 38 posto, dok je količina zemljišta navodnjenog površinskim metodama smanjena za približno 37 posto.
Prema USDA, usprkos nadi da će iz El Ninja doći do navodnjavanja, kalifornijski farmeri suočavaju se s još jednom sušnom godinom u 2016. Čak i nakon četiri godine najgore zabilježene suše, kalifornijska poljoprivredna proizvodnja iznosila je rekordnih 54 milijarde dolara u 2015., što predstavlja više od polovine ukupne proizvodnje u zemlji. svježi proizvodi. Podzemne vode su pomogle da se nadoknadi nedostatak padavina u Kaliforniji, ali prekoračenje podzemnih voda ne može se nastaviti beskonačno.
Kalifornijski farmeri odgovorili su na sušu garavom zemljom; prelazak na useve koji daju veću vrednost po jedinici vode; i zamjena tehnologija navodnjavanja. Gotovo sva kalifornijska obradiva zemlja se navodnjava, tako da su kontinuirana poboljšanja efikasnosti navodnjavanja ključna za prevladavanje suše.
Proizvodnja, efikasnost
David Zoldoske, direktor Centar za tehnologiju navodnjavanja (CIT) na Državnom univerzitetu Kalifornije, Fresno, već 35 godina radi sa uzgajivačima na pitanjima navodnjavanja.
CIT je osnovan 1980. godine, nakon jedne od najgorih suša u istoriji Kalifornije (prije sadašnje) 1976-77.
Zoldoske je rekao da je državno zakonodavstvo odlučno da učini više na poboljšanju prakse navodnjavanja u Kaliforniji, baš kada je upotreba navodnjavanja kap po kap postala samostalna. Centar je razvio svoj laboratorijski rad za testiranje zajedno sa razvojem proizvoda za navodnjavanje.
“Mi smo na neki način bili vodeći u testiranju opreme za navodnjavanje u proteklih 35 godina,” rekao je on.
„Radimo sa emiterima kapanja, trakama za kapanje za uzgoj povrća, a takođe radimo mnogo terenskih istraživanja i obuka kako bismo preuzeli ono što naučimo i podelili to sa uzgajivačima,“ rekao je. „Narasli smo do te mjere da sada zapravo promoviramo inovacije s kompanijama i proizvodima za navodnjavanje.”
Zoldoske se prisjeća dana prije tehnologije kap po kap kada su „sve stvari bile navodnjavane prskalicama. Povrće se dugo uzgajalo prskalicama. Precizna poljoprivreda je sve to promijenila.”
On je rekao da početni izazovi upotrebe kapanja uključuju utvrđivanje dubine njegove efikasnosti i koliko dugo treba ostaviti sistem da radi. Naišlo se i na rad sa veličinom rupa u emiterima i sprečavanje insekticida da oštete traku za kapljanje.
„Tehnologija nam je omogućila da značajno poboljšamo našu proizvodnju i efikasnost upotrebom trake za kap po kap u proizvodnji povrća“, rekao je Zoldoske.
Primijetio je nevoljnost od strane uzgajivača koji su bili zadovoljni navodnjavanjem prskalicama, prije nego što su shvatili kako zaobići plastiku za potrebe sadnje i žetve.
„Sa kapanjem zaista možemo upravljati primijenjenom vodom i gnojivom općenito“, rekao je. “Postoji dobro razumijevanje upravljanja dubinom, korištenje bolje plastike i emitera kako bi se dobila prava brzina protoka i razmak kako bi se postigla poboljšana filtracija.”
Rekao je da upotreba dronova za daljinsko istraživanje daje bolji uvid u efikasnost navodnjavanja na terenu.
„Možemo identificirati mjesta curenja, biljke pod stresom i rano identificirati gdje bismo mogli imati problema s navodnjavanjem, plodnošću, tlom i bubama. Može pomoći u rješavanju problema tokom vegetacije i rano vam dati te informacije.”
Još prije nekoliko godina Zoldoske je bio uključen u poslove koji su senzorima pratili vegetativni indeks velikih polja dinja.
„Sedmicu ili 10 dana napolju, mogli biste da pogledate različite oblasti na terenu sa malo istine i izađete i procenite prinos i veličinu proizvoda. Ovo je pomoglo ljudima iz marketinga da unaprijed prodaju polje prije nego što se požnje. Neke od ovih informacija koje možemo dati znali smo prije 15 do 20 godina.”
Upotreba nove tehnologije "bio je proces evolucije", rekao je on. „Samo zato što to radi jedna osoba ne znači da je široko prilagođen. Počinjemo viđati uzgajivače koji ubrizgavaju zrak u cijevi za kapanje, a to pomaže u prozračivanju vode u zoni korijena što dovodi do povećanog prinosa. Vidjeli smo porast od 15 posto u tržišnim dinjama u posljednjih pet godina.”
Zoldoske je rekao da uzgajivači koriste više praksi upravljanja bez obrade ili minimalne obrade, „tako da se tlo ne obrađuje toliko. To će imati koristi u pogledu troškova i naglaska na zdravlje tla. Ljudi obraćaju više pažnje kako bi osigurali da je tlo što je moguće zdravije. Neki uzgajaju povrće sa više slanosti, zbog čega se dio te zemlje pomiče s usjeva osjetljivih na tlo.”
On je rekao da je nedostatak radne snage i dalje problem, posebno sa kvalifikovanijom radnom snagom koja je potrebna za razumijevanje i korištenje najnovijih tehnoloških alata.
„Potrebno vam je manje, ali više kvalifikovane radne snage sa navodnjavanjem kap po kap nego sa prskalicama“, rekao je. “Nekada si ručno pomicao prskalice. Sada ima više informacija. Cijela bežična komunikacija je bila veliki plus. Daje vam informacije o pritiscima i protoku navodnjavanja, statusu vlage u tlu, zajedno sa očitanjima vjetra i vode.
„Današnji uzgajivači imaju mnogo više podataka na dohvat ruke za donošenje odluka. Ubuduće, vidjet ćemo da se puno više podataka prikuplja s terena na redovnoj osnovi, prenosi putem iPhone-a ili slično.”
Drip-ov praktičan pristup
John Nye, predsjednik i suosnivač St. Joseph, sa sjedištem u Michiganu Trickl-eez, bavi se navodnjavanjem više od 40 godina. Radio je sa uzgajivačem Jimom Demskim, jednim od prvih uzgajivača u jugozapadnom Michigenu koji je koristio kap po kap.
„Dugo su uzgajali paradajz uz navodnjavanje pomoću prskalice po vrhu“, rekao je Naj. “Ono što bi se dogodilo je da bi imali određenu količinu ožiljaka na sebi. Dugo je uzgajao paradajz – 15 ili više godina. Samo je okretao dolare, a nije zarađivao. Bio je uzbuđen zbog mogućnosti podizanja kreveta, filma, plastike koja se kaplje, dovoda vode i hranljivih materija u taj sistem. Bio je veliki korak učiniti sve to u jednom trenutku. To je zapravo bio najbolji način da se to uradi.
“Radio sam na nekoliko polja. Njegova proizvodnja bila je na ravnom terenu, dobijao je oko 700 kutija paradajza br. 1 po hektaru. Kada je prešao na podignute krevete, koristeći film, prinosi su dostigli 1,500 bušela po hektaru. On je više nego udvostručio prinos, a kvalitet se znatno povećao. Nije mogao da ispoštuje naređenja. Drugi uzgajivači u okolini su to vidjeli i htjeli su je iskoristiti.
"(Drip) je praktičan za paprike, patlidžan i razne druge povrtarske kulture", rekao je. „Sada svi u povrtarskoj industriji osim u blatu koriste tehnologiju. Sa prinosima paradajza od preko 2,000 kutija po hektaru, to je prilično uzbudljiva priča.”
Korištenje kap po kap potpomognuto je kvalitetnijim cijevima i saznanjem više o hranjenju hranjivim tvarima, rekao je Nye.
“Bila je to neka evolucija – uzbudljiva. Svi u industriji su otišli na to i nikada se nisu vratili, kada vide koliko to može biti dobro.”
Naj je rekao da je postojao određeni otpor uzgajivača na ugradnju kap po kap u ranoj fazi.
„Činilo se kao veliki trošak – mnogo toga za promjenu. Za one koji su ga isprobali, nagrade su bile tu i cijela industrija je pala u red. To je prilično skupo ulaganje u ovo. Proizvodnja i kvalitet su mnogo veći, sa nižim troškovima po jedinici na kraju.”
Rekao je da su ga poboljšanja u cijevima učinila “toliko pouzdanim da je malo vjerovatno da će se priključiti. Radi onako kako mi želimo. Prilično je sigurno ako uzgajivači stave odgovarajuću filtraciju i slijede ono što znamo da radimo. Dotjeran je i poboljšan. Sada je sistem toliko pouzdan i široko korišten da novi uzgajivač može odmah početi i lako razumjeti i razviti (sistem) i koristiti ga za sebe. To je bila prava evolucija.”
Sa novijim sistemima, uzgajivači uključuju i isključuju pumpe putem mobilnog telefona i mogu pratiti šta rade protok i ubrizgavanje đubriva.
„Današnja tehnologija može pratiti da li se pojavi oluja i telefon se može koristiti za isključivanje sistema – a to možete učiniti iz daljine“, rekao je Naj.
Naj je rekao da će sljedeći značajan napredak biti široko rasprostranjena praksa recikliranja kako bi se “ponovno koristili materijali koje izvlačimo i reciklirali ih”.
Istorija dobitaka
Phil DeMarco iz Hammontona, New Jersey, bivši član upravnog odbora Udruženja za navodnjavanje koji se bavi navodnjavanjem već sedam decenija, rođen je i odrastao na farmi u južnom New Jerseyju. On je uočio ranu upotrebu prenosivih, ručno premeštanih aluminijumskih pristupa za navodnjavanje na farmi povrća svog oca koja je zaživela 1940-ih.
"To su obično bile domaće mašine", rekao je DeMarco. “Tvorničke pumpe su počele na ovim prostorima oko Drugog svjetskog rata. Sistemi tipa vitla za vodu prvi put su korišteni otprilike kasnih 1970-ih. Kada sam 1975. godine distribuirao opremu za navodnjavanje, bilo je nekih prijenosnih jedinica, ali smo uglavnom pravili vlastite vrhunske dizel pumpe i prodavali ih sa podzemnim PVC-om. Područje s povrćem u Vinelandu, New Jersey, još uvijek koristi malo ručno premeštenog aluminija. To je jedino područje na kojem još uvijek vidite neke male farme sa 8 do 10 hektara koje ga koriste.
„Drip je zauzeo povrtnu površinu“, rekao je. „Štedi rad, ekonomičan je, nema rasipanja vode, a vodu koristite samo u za to predviđenom prostoru. Također ga stavljate ispod, zajedno sa biljkom ispod plastike. Uzgajaju paradajz, zelje i sve ostalo. Kukuruz šećerac koristi čak i malo kapanja – ali to je usjev koji brzo raste.”
„Postoje uštede kada se koristi navodnjavanje kap po kap, a vi ne brinete o mašinama i cevima. Ne radi ništa osim pokretanja pumpe ili otvaranja ventila. Napravila je veliku razliku. Čim (uzgajivači) vide da nešto izlazi na ulicu, nešto novo, skočili su na to.”
On je rekao da južni Nju Džersi nema problema sa dostupnošću vode kakav se vidi u drugim delovima zemlje.
- Gary Pullano, saradnik urednika