1.2. Uvod u sustave za navodnjavanje i osnove

Report
z
Tema 1. UVOD U SUSTAVE ZA NAVODNJAVANJE
I OSNOVE NAVODNJAVANJA
2. DIO
Dr.sc. Marko Josipović1,
Prof.dr.sc. Jasna Šoštarić2,
Monika Marković dipl.ing.polj.2,
Dr.sc. Hrvoje Plavšić1
1Poljoprivredni
institut Osijek, Južno predgrađe 17, Osijek, 31103
J.J. Strossmayera u Osijeku, Poljoprivredni fakultet u Osijeku, Svačićeva 1d,
Osijek, 31000
2Sveučilište
z
UDRUGA
KORISNIKA
SUSTAVA ZA
NAVODNJAVANJE
OPATOVAC
UDRUGA
KORISNIKA ZA
NAVODNJAVANJE
TOMPOJEVCI
OPĆINA
ODŽAK
z
Suša
• Provođenje agrotehničkih mjera, a tako i navodnjavanja zahtjeva
ozbiljan analitičan pristup koji započinje sa određivanjem same
potrebe za pojedinom mjerom.
• Kada govorimo o navodnjavanju, najjednostavniji način je praćenje
vremenskih uvjeta i pojave suše na nekom području.
• Prema rezultatima pojedinih istraživanja na području Osječkobaranjske županije u razdoblju od 1973. do 2011. god. četrnaest
godina je bilo sušno.
z
Suša
• Međutim, analiza posljednjih osamnaest godina je pokazala da je
svaka šesta godina bila sušna.
• Nadalje, u razdoblju od 2000. do 2011. god. pet godina je bilo
ekstremno sušno.
• Rezultati analiziranih vremenskih uvjeta ukazuju na učestaliju pojavu
sušnih i pojavu ekstremno sušnih godina.
z
•
Suša je duže vremensko razdoblje kada je zabilježen nedostatak oborine na
nekom području, a ima negativan učinak na ekosustave, poljoprivredu,
gospodarstvo i društvo u cjelini.
• Štete izazvane sušom mjere se u milijunima. Sve češća pojava sušnih
razdoblja postala je svjetski problem kojim se bave mnogi stručnjaci.
• Naravno, glavna negativna posljedica je pojava gladi i bolesti. Prema tome,
razlikujemo i različite oblike suše:
- meteorološka suša je definirana kao deficit oborina u određenom razdoblju;
- agrometorološka suša je uzrokovana manjkom vode u površinskom sloju tla;
- hidrološka suša je definirana smanjenim protokom vode u rijekama, te nižim
razinama vode u jezerima i u podzemnim bunarima.
z
•
•
•
•
•
Obzirom na sve češću pojavu sušnih razdoblja u proteklom desetljeću vode
se razne rasprave o promjeni klime posebice o povećanju temperatura zraka.
Prema tome, na području istočne Hrvatske postoji potreba za
navodnjavanjem kao dopunskom mjerom.
Dopunsko navodnjavanje znači navodnjavati u kritičnim razdobljima
vegetacije kada nema oborina, a u našem podneblju to razdoblje je upravo u
vrijeme vegetacije većeg broja kultura.
Ako govorimo o podneblju s nedovoljnom količinom oborine (ili izostankom)
tijekom većeg dijela godine (aridna područja) tada je navodnjavanje osnovna
mjera.
Naravno, uzgajamo li kulture u zatvorenom objektu (staklenici i plastenici)
tada će navodnjavanje također biti osnovnog karaktera i uglavnom se provodi
s prihranom (fertigacija).
z
•
Često se u praksi koristi izrada klimadijagrama po H. Walteru kako bi se
prikazalo kretanje količine oborine (mm) i temperatura zraka (0C) na nekom
području i u željenom razdoblju.
•
Uglavnom se u poljoprivrednoj praksi koriste modificirani klimadijagrami koji
prikazuju odnos oborine i temperatura zraka za vegetacijsko razdoblje.
•
Za primjer prikazan je klimadijagram (A) za tridesetogodišnje razdoblje
(1961.-1990.) i (B) 2012. god.
•
Plava boja na klimadijagramu predstavlja razdoblje dovoljne količine oborine
kao što je u većem dijelu tridesetog razdoblja.
z
•
Kraće sušno razdoblje (žuta boja) se javlja tijekom srpnja i kolovoza.
•
Međutim, klimadijagram za 2010. god. prikazuje pojavu sušnog i ekstremno
sušnog razdoblja (crvena boja) u ranom proljetnom razdoblju (ožujak –
travanj) te u većem dijelu vegetacije (lipanj – rujan).
•
Klimadijagrami jasno pokazuju potrebu za navodnjavanjem (nedostatak
oborina) na nekom području.
•
Međutim, stvarnu potrebu za vodom za određeno tlo, vegetaciju i kulturu
određujemo nekom od metoda (procjene vlažnosti tla, mjerenjem vlažnosti
tla, fiziološke promjene na biljkama i dr.).
z
Slika 1.7. Klimadijagram za tridesetogodišnje razdoblje (1961.-1990., A) i sušnu 2012. god (B)
z
Potrebe biljaka za vodom; Oborine, potencijalna evapotranspiracija (ETP)
i referentna evapotranspiracija (ETo)
• Potencijalna evapotranspiracija (ETp) – predstavlja najveću
količinu vode (ovisno o svojstvima atmosfere i raspoložive energije
koja se može osloboditi u atmosferu s određenog područja) potpuno
prekrivena s određenim (odabranim) biljnim pokrovom i dobro
opskrbljena vodom.
• Potencijalna evapotranspiracija također odražava količinu vode
potrebne za nesmetani razvoj biljke.
• Za uspješno koncepcijsko rješenje navodnjavanja posebnu pozornost
treba usmjeriti na klimu, tlo i vegetaciju, dok drugi čimbenici kao što
su reljef i položaj površina imaju manje značenje za ovaj vid
problematike.
z
Evapotranspiracija kultura (ETc)
• Evapotranspiracija
pomoću izraza:
uzgajanih
kultura
računa
se
• ETc = ETo x kc
• Koeficijent kulture odražava fiziologiju usjeva,
stupanj pokrivenosti tla (stadij razvoja biljke) i ETo.
z
Slika 1.8. Utjecaj klime i referentne kulture rezultira referentnom
evapotranspiracijom
z
•
•
•
•
Bilanca vode u tlu
Sveukupne pojave premještanja vode u tlu, promjene zaliha
vode po dubini profila tla i razmjena vode između tla i drugih
prirodnih tijela naziva se vodni režim tla.
S hidropedološkog i biljno-proizvodnog stanovišta to znači, ulaz
vode u tlo, njeno zadržavanje u tlu i gubitak vode iz tla.
Količinski izraz za vodni režim tla je vodna bilanca tla. U ovome
primjeru vodna bilanca tla izračunata je prema metodi Palmera,
korigiranoj prema Vidačeku, 1981.
Za izračunavanje vodne bilance u tlu koristili su se sljedeći
ulazni parametri: referentna evapotranspiracija, koeficijenti
kulture u određenom stadiju razvoja, efektivne oborine
(prosječne i Fa≤0.25) i vodne značajke tla (za površinski sloj tla
0-10 cm i potpovršinski sloj tla 10-60 cm).
z
•
•
•
•
•
•
•
Pri izračunavanju vodne bilance tla u razmatranje je uzeto tlo
mehaničkog sastava: praškasto-glinasto-ilovasto. Vodna bilanca tla
izračunata je za predložene kulture koje bi se mogle uzgajati na
navedenom području uz navodnjavanje. Vrijednosti vodnih konstanti
tla:
poljski vodni kapacitet (PKv) i točka venuća (Tv) izraženi su u mm.
RKv = 234 mm (0-60 cm) Tv = 114 mm
RKv1 = 39 mm (0-10 cm) Fav = RKv – Tv = 234 mm - 114 mm = 120 mm
RKv2 = 195 mm (10-60 cm) Fav = Zuk = 120 mm
Z1 = 20 mm; Z2 = 100 mm
z
Mjesec
O
mm
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
X
XI
XII
Godišnje
U veget.
Van veg.
mm
45,7
43,6
44,1
57,3
55,0
79,5
67,5
66,6
60,1
55,0
60,5
58,9
694
386
308
ET0/
ETk
mm
9
17
37
30
70
122
130
69
66
37
18
12
617
486
131
G1
G2
Pu
OT
AE
mm
0,0
0,0
0,0
0,0
14,8
5,3
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
20
20
0
mm
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
16,0
22,3
0,5
1,5
0,0
0,0
0,0
40
40
0
mm
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
17,8
42,5
0,0
60
0
60
mm
36,4
26,8
6,9
27,3
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
46,5
144
27
117
mm
9,3
16,8
37,2
30,0
69,8
100,7
89,8
67,1
61,6
37,2
18,0
12,4
548
417
131
Z1
Z2
20,0
20,0
20,0
20,0
5,3
0,0
0,0
0,0
0,0
17,8
20,0
20,0
mm
100,0
100,0
100,0
100,0
100,0
84,0
61,7
61,2
59,7
59,7
100,0
100,0
Z=Z1
+Z2
mm
120,0
120,0
120,0
120,0
105,3
84,0
61,7
61,2
59,7
77,5
120,0
120,0
ETAE
mm
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
21,4
39,8
1,4
4,4
0,0
0,0
0,0
66,9
66,9
0,0
Tablica 1.1. Bilanca vode za šljivu, grožđe i jabuku, prosječna godina
z
Obrok navodnjavanja
• Obrok navodnjavanja predstavlja količinu vode koja se dodaje
jednim navodnjavanjem.
• Obročni način dodavanja vode bio je prije značajno više izražen
kada je dominiralo navodnjavanje kišenjem i kada je sustav
navodnjavanja bio relativno ograničen da ponovno navodnjava
istu površinu.
• Danas takav način navodnjavanja po obrocima nije toliko
izražen, no zbog potrebe da se u tlu postigne dobar vodozračni
odnos (odnos pora u kojima se nalazi voda i zrak) ne bi ga
trebalo zanemariti.
z
Obrok navodnjavanja
• Obrokom navodnjavanja navlaži se određeni sloj tla do poljskog
vodnog kapaciteta, a izražava se u mm ili m3/ha.
• Obrok navodnjavanja određuje se temeljem dubine vlaženja,
kapaciteta tla za vodu i stanja vlažnosti tla u trenutku
navodnjavanja.
• Dubina vlaženja ovisi o uzgajanoj kulturi, odnosno o dubini
korjenova sustava.
• Pri navodnjavanju se uglavnom vlaži se ona dubina u kojoj se
nalazi najveća korjenova masa.
z
Obrok navodnjavanja
U ovome primjeru izračuna obroka navodnjavanja uzeta je dubina
vlaženja tla 0,50 m što je rezultat ukorijenjavanja poljoprivrednih
kultura - voćaka i vinove loze posađenih.
Korijen uzgajanih kultura i značajno dublje prodire u tlo, no glavnina
korijenova sustava je do navedene dubine.
Trenutačna vlažnost u dubini vlaženja tla, navodnjavanja ne smije biti
manja od lentokapilarne vlažnosti tla.
z
Obrok navodnjavanja
Dio struke zagovara „bogatije“ snabdjevanje kulture vodom, što znači
da se obrok dodaje čim se sadržaj vode smanji na 75% do 80%
retencijskoga kapaciteta tla za vodu.
Navedeni način navodnjavanja obično rezultira većim urodom jer
korijenov sustav (biljka) ne troši energiju na usvajanje teže
pristupačne vode i teže usvaja hranjive tvari.
Tu specifičnost treba promatrati sa puno više stajališta jer se tada
može slabije razvijati korijenov sustav.
Pri obilnijem navodnjavanju se povećava urod, ali se treba paziti da se
ne navodnjava preobilno jer pri značajnijem povećanju uroda se
smanjuje kakvoća (kvaliteta) plodova.
z
Obrok navodnjavanja
U ovome primjeru će se obrok izračunavati na temelju vrijednosti 75%tnog retencijskoga kapaciteta tla za vodu i 100%-tnog retencijskoga
kapaciteta tla za vodu.
Na taj način će korisnici moći dati optimalno potrebne količine vode za
uzgoj njihovih kultura pri kojemu će i usvajanje hraniva biti približno
optimumu.
U tekstu je prikazan način izračuna i potrebne vodne konstante tla tako
će si svatko vrlo lako moći izračunati obrok navodnjavanja i na temelju
drugačijih
ulaznih
parametara
„bogatije“
ili
„racionalnije“
navodnjavanje svoje kulture.
z
Obrok navodnjavanja
Za obrok kažemo i da je najčešće dio ukupnog nedostatka (deficita)
vode tijekom vegetacijskog razdoblja ili dio norme navodnjavanja.
Norma navodnjavanja je ukupna količina vode koja se dodaje
navodnjavanjem tijekom jedne vegetacije, a izražava se mm ili m3/ha.
Princip navodnjavanja je takav da se tlo vlaži do retencijskoga
kapaciteta tla za vodu (RKv) i vlažnost tla se treba kretati između
vrijednosti retencijskoga kapaciteta tla za vodu što odgovara 0,33 bara
i 75% retencijskoga kapaciteta tla za vodu.
z
Obrok navodnjavanja
Navedeni raspon sadržaja vode u tlu odgovara povoljnoj (dio
struke kaže optimalnoj) vlažnosti tla u uzgoju većine
poljoprivrednih kultura.
Dakle, kada se trenutačna vlažnost tla smanji do 75%
vrijednosti retencijskoga kapaciteta tla za vodu, pristupa se
navodnjavanju.
z
Preporučujemo da se vlažnost tla treba u tim granicama održavati
tijekom cijele vegetacije.
U razmatranje je uzeta dubina od 0 do 50 centimetara jer na toj dubini
je najveća korjenova masa uzgajanih drvenastih kultura, a do 30 cm
povrće.
Obrok navodnjavanja izračunava se prema izrazu:
O = 10 x d x (RkV - 75% RkV)
O = obrok navodnjavanja u mm,
d = dubina vlaženja tla u m,
RkV = retencijski kapacitet tla za vodu (do dubine vlaženja) u vol. %,
75% RkV = 75% retencijskog kapaciteta tla za vodu (do dubine
vlaženja) u vol. %
O = 10 x h x (RkV - 75% RkV)
z
Na ovome primjeru će se dati obrok za grožđe, jabuku i breskvu.
Navodnjavanje će se obavljati metodom kapanja.
Pri izračunatim obrocima navodnjavanja treba imati u vidu teksturu tla.
To znači, da će se na teksturno lakšim tlima (pjeskovitijim) trebati
navodnjavati s manjim obrokom, ali češće, dok na težim (glinovitijim)
tlima treba voditi računa o sposobnosti infiltracije tla, tj. uskladiti
intenzitet navodnjavanja s infiltracijom tla i navodnjavati sa
izračunatom količinom vode.
z
Tablica 1.2. Granične vrijednosti sadržaja vode u tlu i elementi navodnjavanja
Retencija tla za vodu (% mas.)
Oznaka
profila
Sistematska jedinica
tla
Volumna
gustoća
tla, φv
P -1
Antropogeno rigolano
tlo vinograda (Smeđe
tlo duboko)
Antropogeno rigolano
tlo (smeđe tlo, srednje
duboko)
P–2
RKv
(0,33
bara)
75% RKv
(bara)
Lkt
(6,25
bara)
Tv
(15 bara)
1,55
30
22,5
20
17
1,51
30
22,5
20
17
1,55
32
24
22
19
1,47
32
24
22
19
1,68
24
18
14
12
z
Obrok navodnjavanja za antropogeno rigolano tlo vinograda (smeđe tlo
duboko) – koji je reprezentativno predstavljen profilom P – 1, iznosio bi
kako slijedi:
- dubina vlaženja do 0,50 m
O = 10 x 0,50 x (30,0 – 22,50) = 37,50 mm (370 m3)
Obrok navodnjavanja na antropogenom rigolanom tlu (smeđe tlo,
srednje duboko) - koji je reprezentativno predstavljen profilom P -3,
iznosio bi kako slijedi:
- dubina vlaženja do 0,50 m
O = 10 x 0,50 x ( 32,0 – 24,0) = 40,00 mm (400 m3)
z
Ukoliko poljoprivredni proizvođači, korisnici sustava navodnjavanja,
žele sadržaj vode u tlu održavati na „bogatijoj“ razini, tada će u izračun
obroka uzeti retencijski kapacitet tla za vodu i 80% retencijskoga
kapaciteta tla za vodu. Tada će se obrok navodnjavanja izračunati
prema izrazu:
O = 10 x d x (RkV – 80% RkV)
O = obrok navodnjavanja u mm,
d = dubina vlaženja tla u m,
RkV = retencijski kapacitet tla za vodu (do dubine vlaženja) u vol. %,
80% RkV= 80% RkV retencijskog kapaciteta tla za vodu (do dubine
vlaženja) u vol.%
U tome slučaju bi obrok navodnjavanja za antropogenom rigolanom tlu
(smeđe tlo, srednje duboko) - koji je reprezentativno predstavljen
profilom P -3, iznosio 32,00 mm (320 m3).
z
Svakako da će ovako izračunat obrok zahtijevati kraći turnus
navodnjavanja, ali će osigurati biljci kontinuirano vrlo bogatu
opskrbljenost tla vodom pri kojoj je usvajanje vode i hranivih tvari gotovo
idealno.
Ovakvi obroci će, dakle, biti češći, ali mogu imati značajno veći učinak na
prinos, uz odgovarajuću kakvoću (kada je gnojidba pravilna i povoljna).
Povećanjem uroda će svakako trebati povećati i gnojidbu, dakle, povećati
ju prema iznošenju hraniva većim urodom.
U navodnjavanju imamo mogućnosti dodavanja gnojiva fertirigacijom koja
je vrlo učinkovita.
U filozofiji gnojidbe to je pristup gnojenja prema potrebi biljke. Također je
bitno da ovaj učinak bogatijega navodnjavanja zahtijeva detaljnije praćenje
(mini istraživanje) njegove učinkovitosti.
Tada je svaki korisnik „agronom svoga polja“, što će rezultirati i najboljim
rezultatom, ali vjerojatno i financijskim učinkom.
z
Turnus navodnjavanja
Turnus navodnjavanja je razdoblje između dva obroka navodnjavanja, a
izražava se u danima (ili u satima). Turnus je potreban i za izračun
hidromodula navodnjavanja.
Dnevni utrošak vode temeljio se na najvećoj mjesečnoj evapotranspiraciji
koja je bila u srpnju. Zatim se dnevni utrošak vode izračunavao iz odnosa
ukupne mjesečne evapotranspiracije kulture (izračunate bilancom vode u tlu)
i broja dana u srpnju.
O
Turnus navodnjavanja izračunava se po formuli:
T = --------------
Ud
z
Ud = dnevni utrošak vode mm/dan i računa se:
ETk - Peff
Ud = ------------------D
Dnevni utrošak vode za korisnika 1
145
Ud = -------------- = 4,68 mm/dan
31
z
Trajanje navodnjavanja
Trajanje jednog navodnjavanja moguće je izračunati na temelju
obroka navodnjavanja i intenziteta dodavanja vode.
t = Trajanje navodnjavanja u satima
O = Obrok navodnjavanja u mm
I = Intenzitet navodnjavanja u mm/sat
O
t
I
Za svaki sustav navodnjavanja, uz ostale podatke, postoje podaci o
intenzitetu navodnjavanja.
Značajno je da intenzitet navodnjavanja ne smije biti veći od infiltracijske
sposobnosti tla.
U ovom slučaju uzeto je moguće prosječno trajanje navodnjavanja svih
kultura do 16 sati.
z
Hidromodul navodnjavanja
Hidromodul navodnjavanja je količina vode koju kontinuirano treba
osigurati na polju, u nasadu za navodnjavanje poljoprivrednih kultura, a
izražava se u l/s/ha.
Navodnjavanje na ovome primjeru predviđeno je u trajanju 16 sati
dnevno, a na temelju prosječne količine oborine i količine oborine za
sušne godine (količina oborine koja padne sa 75% vjerojatnosti u
prosječnoj godini).
Hidromodul navodnjavanja je značajan element u projektiranju sustava
navodnjavanja, posebno pri dimenzioniranju sustava.
Može se odrediti na više načina, a najčešće se računa netto hidromodul,
radni hidromodul i stvarni radni hidromodul.
U ovom projektu izračunat je stvarni radni hidromodul navodnjavanja po
sljedećem izrazu kao omjer obroka navodnjavanja (l/ha) i umnoška
turnusa navodnjavanja (dana) i radnog vremena navodnjavanja (s/dan).
z
O
Hsr = --------Txt
Hsr = Stvarno radni hidromodul navodnjavanja (l/s/ha);
O = Obrok navodnjavanja (l/ha);
T = Turnus navodnjavanja (dana);
t = Radno vrijeme navodnjavanja (s).
z
Lokacija: antropogeno rigolano tlo vinograda (smeđe tlo
duboko) - profil P - 1
Stvarni radni hidromodul navodnjavanja pri vlaženju tla 0,50 m
je:
375.000
Hsr = --------------------
9,5x16x3600
= 0,69 l/sec/ha
z
Stvarni radni hidromodul projektanti pri proračunu mogu
uvećati za planirane gubitke, a oni od zahvata vode do biljke
ovise o brojnim čimbenicima.
Ako se voda doprema zatvorenim cjevovodom i navodnjava se
sustavom kapanja, gubitci su uobičajeni od 10 do 20%.
Tako se može govoriti o bruto hidromodulu.
Za bruto hidromodul također postoje različiti izračuni no tu
razradu obično dogovorom prema kriterijima dogovore
agronomi i projektant ili prepuste projektantu odluku.
z
PRAKTIČNA NASTAVA – VJEŽBE – obuka tehničara :
z
PRAKTIČNA NASTAVA – VJEŽBE – obuka tehničara : proizvodnja začinske paprike
z
PRAKTIČNA NASTAVA – VJEŽBE – obuka tehničara : meteorološkapostaja
z
PRAKTIČNA NASTAVA – VJEŽBE – obuka tehničara : uređaj za kontrolu sadržaja vode
u tlu
z
PRAKTIČNA NASTAVA – VJEŽBE – obuka tehničara :
Nasad breskve, izvor vode površinski bunar i
rezervoar, kapanje, vodomjer, prečistač, fertirigator
z
PRAKTIČNA NASTAVA – VJEŽBE – obuka tehničara :
Tema voćarstvo – održiva proizvodnja breskve.
Nasad breskve, izvor vode dubinski bunar, kapanje,
vodomjer, prečistač, fertirigator
z
PRAKTIČNA NASTAVA – VJEŽBE – obuka tehničara :
Jabuka, kruška, breskva – održivi uzgoj
z
z
z
Mogli bismo rezimirati, navodnjavanju je potrebno
pristupiti stručno i analitički, poštivajući pravila struke:
odrediti postoji li potreba za navodnjavanjem, pravilno
odrediti normu i obrok navodnjavanja, turnuse i
hidromodul.
Učiniti analizu kvalitete vode za navodnjavanje uz
kontinuirano nadgledanje usjeva (ili nasada) te sustava,
vodeći brigu o kontinuiranoj ishranjenosti kulture i
njezinim potrebama za vodom i hranjivima.
z
HVALA VAM LIJEPA NA
POZORNOSTI!

similar documents