TRAFOON project is funded by the European Community's Seventh Framework Programme (FP7/2007-2013) under grant agreement no. 613912 TRADYCJE I INNOWACJE W PRODUKCJI WARZYW W POLSCE Warsztaty szkoleniowe dla producentów warzyw Klwów, 4.03.2016
Racjonalne nawadnianie upraw warzywnych Prof. dr hab. Waldemar Treder Instytut Ogrodnictwa w Skierniewicach
Temperatura ( C) Opady (mm) 40 35 Klimatyczny bilans wodny Skierniewice 2015 rok 200 180 160 30 25 20 15 10 5 140 120 100 80 60 40 20 0 IV V VI VII VIII IX X Posucha Opady Temperatura 0
Klimatyczny bilans wodny
Średnia temperatura roku ( C) Średnia roczna temperatura powietrza - Skierniewice 10.5 10.0 y = 0.0144x - 20.217 R² = 0.1905 9.5 9.0 8.5 8.0 7.5 7.0 1920 1925 1930 1935 1940 1945 1950 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015
Roczna suma opadów (mm) Roczna suma opadów - Skierniewice 900 800 y = 0.2978x - 55.099 R² = 0.0078 700 600 500 400 300 1920 1925 1930 1935 1940 1945 1950 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015
mm Klimatyczny bilans wodny- Skierniewice 250 1931 1966 200 1926 150 1974 1977 100 50 0-50 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010-100 -150-200 -2501921 1959 1983 2015 1937 1992
Brak wody to istotny czynnik ograniczający wielkość i jakość produkcji warzyw
Polska ma najgorszy bilans wodny w Europie. Na statystycznego Polaka przypada prawie trzy razy mniej dostępnej czystej wody niż średnio na obywatela UE. Pomimo niewielkich opadów mamy stosunkowo wysoki odpływ powierzchniowy i bardzo małą ilość zgromadzonej wody w zbiornikach naturalnych i sztucznych.
Potrzeby wodne roślin Potrzeby wodne roślin możemy szacować na podstawie informacji o wysokości ewapotranspiracji. Ewapotranspiracja określa sumaryczne parowanie z powierzchni gleby (ewaporacja) oraz roślin (transpiracja). Na wielkość ewapotranspiracji wpływają czynniki meteorologiczne (m.in. temperatura i wilgotność powietrza, radiacja słoneczna, prędkość wiatru), glebowe (m.in. skład mechaniczny, wilgotność) oraz roślinne (m.in. gatunek, faza rozwojowa, zwartość łanu). Średnia wartość ewapotranspiracji dla Polski Centralnej (mm/dzień) 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 1 mm = 1 l/m 2 = 10 m 3 /ha IV V VI VII VIII IX
Potrzeby wodne określonego gatunku szacujemy poprzez przemnożenie wartości ewapotranspiracji (ETo) przez wyznaczony doświadczalnie współczynnik roślinny (k)
Jaki system nawodnieniowy zastosować? Jaką powierzchnię nawadniać?
http://www.nawadnianie.inhort.pl
16
Zawartość wody w glebie Całkowita zawartość wody a także ilość wody dostępnej w poszczególnych glebach jest ściśle związana z ich składem mechanicznym, zawartością substancji organicznej Oraz ze strukturą i stopniem zagęszczenia. Najmniej wody dostępnej mają gleby piaszczyste, najwięcej gliny ciężkie i iły.
Ilość wody potencjalnie dostępnej dla roślin w 1 m 3 różnych gleb Rodzaj gleby Ilość wody dostępnej (l/m 3 ) Piaski luźne, piaski słabo gliniaste 40-60 Gliny lekkie lub średnie, utwory pyłowe 170 260 Gliny ciężkie, iły 130-190
Źródła wody do nawadniania Wody podziemne Wody gruntowe płytkie wody te znajdują się bezpośrednio w gruncie na małych głębokościach (do 8 m). Ilość tej wody zależna jest od ilości opadów atmosferycznych. Wody te mogą mieć zmienną w sezonie ilość rozpuszczonych soli mineralnych, często też zawierają duże ilości mikroorganizmów. Wody gruntowe głębokie wody takie zazwyczaj nie zawierają bakterii natomiast rozpuszczone są w niej znajdujące się w gruncie sole mineralne. Rozpuszczone w wodzie sole wapnia i magnezu powodują twardość wody. Zawarte w wodach gruntowych jony żelaza i manganu po zetknięciu z tlenem z powietrza tworzą osady, które mogą ograniczać przepływ emiterów kroplowych.
Studnie głębinowe Pokrywa obudowy studni głębinowej Rura osłonowa pompy głębinowej Studzienka osłonowa studni głębinowej wewnątrz: filtr i zbiornik hydroforowy
Ujęcie wody Wodę ze zbiorników otwartych możemy pobierać kilkoma sposobami: Ujęcie wody z zatoczek na rzece Polega ono wybudowaniu zatoczki oddzielonej od bezpośredniego nurtu rzeki. Woda dopływająca z rzeki do zatoczki filtrowana jest wstępnie na sicie płaskim. Zabezpiecza to przed zanieczyszczeniem ujęcia wody, gdy w górze rzeki występują intensywne opady. Pobór bezpośrednio z nurtu Czerpnia (smok ssący) jest umieszczona bezpośrednio w nurcie rzeki lub stawu czy jeziora. Ze względu na zmieniający się poziom wody smok ssący podwieszony jest do boi.
Boje do których podwieszono smoki ssawne Smok ssawny Smok ssawny Smok ssawny z zaworem zwrotnym
W zależności od potrzeb i możliwości technicznych w ujęciach wody systemów nawodnieniowych stosowane są pompy jedno lub wielostopniowe zasilane bezpośrednio z sieci energetycznej lub agregatu prądotwórczego
Jakość wody do nawadniania Zdrowie konsumenta Woda używana do nawadniania nie powinna zawierać mikroorganizmów ani substancji szkodliwych dla zdrowia konsumentów. Toksyczność dla roślin Woda o wysokim zasoleniu może wpływać na wzrost i plonowanie roślin. Prawidłowe działanie instalacji Złej jakości woda może doprowadzać do zapchania przede wszystkim instalacji kroplowych.
Dopuszczalne zawartości niektórych pierwiastków w wodzie do nawadniania wg Normy Krajowej PN-84 (C-04635) Pierwiastek Arsen (As) Bor (B) Chlorki (Cl) Cynk (Zn) Fluor (F) Glin (Al) Kadm (Cd) Nikiel (Ni) Ołów (Pb) Rtęć (Hg) Siarczki (S) Suma metali ciężkich Dopuszczalna ilość (mg/l) 0,2 0,5 400 2,0 1,5 5 0,1 1,0 0,1 0,01 0,1 1,0
Wskazówki pomocne przy ocenie jakości wody do nawadniania Potencjalny problem Jednostki Ograniczenie użycia Zasolenie (EC) ilość rozpuszczonych soli Toksyczność pobieranie przez korzenie sód (Na) chlor (Cl) bor (B) Fitotoksyczność sód (Na) chlor (Cl) * ms/cm mg/l SAR * mg/l mg/l mg/l mg/l SAR = bez ograniczeń <0,7 450 <3 <140 0,7 <70 <100 Na + ++ ++ Ca + Mg 2 małe i średnie 0,7-3 450-2000 3-9 140-350 0,7-3,0 >70 >100 duże >3,0 >2000 >9 >350 >3,0
Ocena jakości wody do nawadniania kroplowego Czynniki małe średnie duże zawartość części stałych [mg/l] <50 50-100 >100 ph <7 7-8 >8 Mangan [ppm] <0,1 0,1-1,5 >1,5 Żelazo [ppm] <0,1 0,1-1,5 >1,5 Bakterie [liczba/ml] Prawdopodobieństwo zapchania kroplownika 10000 10000-50000 50000
Systemy nawodnieniowe Deszczowanie Nawadnianie kroplowe
Rodzaje deszczowni przenośne półstałe stałe szpulowe przetaczane
Rozstawa zraszaczy Dla osiągnięcia jak największej równomierności zraszania odległość pomiędzy zraszaczami powinna być zbliżona do promienia zasięgu zraszania Przykładowa rozstawa zraszaczy o średnicy zreaszania 32 m
Wielkość dawek polewowych dla zwilżenia gleby na głębokość 20 cm mm 25 20 15 10 5 0 Gliy Gliny piaszczyste Piaski gliniaste Piaski słabo gliniaste
32
33
Nawadnianie kroplowe Linie kroplujące mogą być montowane na lub pod powierzchnią gruntu Urządzenie do montowania linii kroplujących pod powierzchnia gruntu
36
37
Charakterystyka hydrauliczna kroplowników wydatek [l/h] kapilara labirynt kompensacja typ CNL 3 2 1 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 Ciśnienie at. Zależność pomiędzy ciśnieniem wody a wydatkiem emitera Dzięki kompensacji możemy kłaść znacznie dłuższe ciągi nawodnieniowe. Emitery tego typu umożliwiają także stosowanie nawadniania kroplowego w terenie pagórkowatym.
Przykładowe długości linii kroplujących w zależności od typu i rozstawy kroplowników 600 500 400 300 200 100 0 0,3 0,4 0,5 0,6 0,75 1 Rozstawa [m] kroplownik labiryntowy, Ø 17 mm, Q - 1,75 l/h kroplownik z kompensacją, Ø 17 mm, Q - 1,6 l/h kroplownik z kompensacją, Ø 20 mm, Q - 1,6 l/h
Linie kroplujące nawinięte są na rolki co znacznie przyspiesza montaż instalacji
Rurociągi wykorzystywane w krótszym okresie czasu mogą być także wykonane z miękkich przewodów kładzionych bezpośrednio na powierzchni gruntu
Filtracja Nieodzownym elementem każdej instalacji nawodnieniowej są filtry. Dobór filtracji zależnie od rodzaju zanieczyszczeń oraz wrażliwości systemu nawodnieniowego na zapychanie. Stosunkowo wrażliwe na zapychanie są systemy kroplowe oraz minizraszanie. Dobór filtracji zależnie od rodzaju zanieczyszczeń. Rodzaj zanieczyszczenia Zanieczyszczenia mechaniczne Zanieczyszczenia mechaniczne, biologiczne (woda pochodząca z otwartych zbiorników) Żelazo, mangan System filtracji filtr siatkowy lub dyskowy zestaw filtrów piaskowo dyskowych, hydrocyklon odżelaziacze i odmanganiacze
Filtry siarkowe mogą się znacznie różnić wielkością i budową. Wkłady filtrów siatkowych płuczemy zazwyczaj ręcznie. Produkowane są także filtry siatkowe samo-płuczące
Zalecane wielkości filtrów w zależności od wielkości przepływu
Korzyści ze stosowania fertygacji Precyzja nawożenia Równomierność nawożenia Ograniczenie dawek nawozów Stosowanie nawożenia tylko według potrzeb Poprawa jakości plonu Ograniczenie zużycia maszyn i paliwa Ograniczenie robocizny Ograniczenie ugniatania gleby kołami ciągnika Ograniczenie wymywania nawozów z gleby
Klimatyczne Glebowe Roślinne
http://www.nawadnianie.inhort.pl/