Navodnjavanje povrtnih kultura ima dugu povijest, vođeno realnošću da je voda ograničen resurs. Naglasak na odgovarajućoj količini vode za uspješan rast biljaka nastavlja se povećavati.
Prema Fairfaxu, sa sjedištem u Virginiji Udruga za navodnjavanje, navodnjavanje je počelo 6000. pr. Započelo je otprilike u isto vrijeme u Egiptu i Mezopotamiji (današnji Irak i Iran), koristeći vodu poplavnih rijeka Nil ili Tigris/Eufrat. Poplavne vode, koje su se dogodile od srpnja do prosinca, bile su preusmjerene na polja 40 do 60 dana. Voda je potom ispuštena natrag u rijeku u pravom trenutku ciklusa rasta.
U 1800. godini naše ere, navodnjavano zemljište diljem svijeta dosegnulo je gotovo 20 milijuna hektara. To se može usporediti s procijenjenih 600 milijuna hektara danas.
Potencijal prijenosnog navodnjavanja prskalicama u biljnoj proizvodnji prepoznat je nakon Drugog svjetskog rata. Katalizator je bila sve veća dostupnost aluminija. Lagani metal počeo je zamjenjivati teške čelične cijevi i spojeve od lijevanog željeza ili čelika.
Značaj aluminija evidentan je u statistici za razdoblje. Brojke američke vlade otkrivaju da je 1.25 milijuna funti cijevi instalirano u Sjedinjenim Državama 1946. Do 1955. brojka je porasla na 50 milijuna funti.
Postoje četiri glavne vrste navodnjavanja: površinsko (navodnjavanje i brazde); prskalica; kapati; i ispod površine. Površinske metode općenito gube najviše vode zbog isparavanja, a njihova popularnost opada već nekoliko desetljeća kako učinkoviti sustavi kapanja preuzimaju njihovo mjesto.
U svijetu povrća došlo je do pomaka na navodnjavanje kap po kap u posljednjih nekoliko desetljeća.
Navodnjavanje kapanjem (poznato i kao kapajuće ili mikronavodnjavanje) omogućuje precizno kontroliranu primjenu vode i gnojiva dopuštajući da voda polako kaplje u blizini korijena biljke kroz mrežu ventila, cijevi, cijevi i emitera. Plastikultura je kombinirana uporaba navodnjavanja kap po kap, polietilenskog malča i podignutih gredica. Najveća produktivnost i ranost može se postići u proizvodnji povrća kombiniranjem plastičarstva s korištenjem presadnica, smatraju stručnjaci iz industrije.
“Većina uzgajivača povrća s kojima radim ima neki oblik navodnjavanja”, rekao je Ron Goldy, viši produžni edukator na Državnom sveučilištu Michigan.
Goldy je pokrenuo i vodi Mreža navodnjavanja jugozapadnog Michigana, program praćenja vlažnosti tla koji se plaća za uslugu koji uzgajivačima pruža tjedna očitanja i savjete o primjeni navodnjavanja.
"Ovisno o usjevu, većina je otišla na kapanje", rekao je Goldy. "Neki usjevi ne podnose okapavanju, poput kukuruza, mrkve, celera, luka, graha, krumpira, kiselih krastavaca, graška i drugih koji se sade u velikoj gustoći."
Druge prednosti koje nude sustavi kapanja, prema Goldyju, uključuju:
- Uređaji za navodnjavanje kapanjem također koriste vodove kapanja za gnojidbu
- Traka za kompenzaciju tlaka omogućila je korištenje kapanja na brdovitim mjestima
- Drip je puno bolji kada je u pitanju sigurnost hrane
- Okapanje omogućuje učinkovitije korištenje vode i hranjivih tvari
- Drip može djelovati na niži tlak i volumen, te je stoga bolji za one s niskim kapacitetom bušotine
- Okapanje smanjuje pritisak bolesti tako što ne moči lišće i plod
- 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 kod visokovrijednih usjeva, čak i u državi s visokom vodom poput Michigana", rekao je Goldy. “Potaknuo bih svakog uzgajivača visokovrijednog povrća da navodnjava na neki način, po mogućnosti kapanjem.”
Pregled metoda navodnjavanja u Kaliforniji od strane Američko društvo građevinskih inženjera prikupio informacije o metodama koje su uzgajivači koristili za navodnjavanje svojih usjeva u 2010. Rezultati su uspoređeni s ranijim istraživanjima kako bi se procijenili trendovi.
Prema nalazima, od 1972. do 2010. zasađene površine povećane su s 15 na 30 posto za voćnjake i sa 6 na 15 posto za vinograde. Površine zasađene povrćem ostale su relativno statične, dok su one zasađene ratarskim usjevima smanjene sa 67 na 41 posto površina koje se navodnjavaju. Zemljište koje se navodnjava niskim volumenom (kap po kap i mikrorasprskivačem) povećalo se za približno 38 posto, dok se količina zemljišta navodnjavanog površinskim metodama smanjila za približno 37 posto.
Prema USDA, usprkos nadama da će doći do poplave od El Niña, kalifornijski farmeri suočavaju se s još jednom sušnom godinom 2016. Čak i nakon četiri godine najgore zabilježene suše, kalifornijska poljoprivredna proizvodnja iznosila je rekordnih 54 milijarde dolara u 2015., što čini više od polovice nacionalne proizvodnje svjež proizvod. Podzemna voda pomogla je nadoknaditi nedostatak oborina u Kaliforniji, ali prekoračenje podzemne vode ne može se nastaviti unedogled.
Kalifornijski poljoprivrednici odgovorili su na sušu obradom zemlje; prelazak na usjeve koji daju veću vrijednost po jedinici vode; i prebacivanje tehnologija navodnjavanja. Gotovo sva zemlja pod usjevima u Kaliforniji se navodnjava, tako da su stalna poboljšanja učinkovitosti navodnjavanja ključna za prevladavanje suše.
Proizvodnja, učinkovitost
David Zoldoske, direktor Centar za tehnologiju navodnjavanja (CIT) na Kalifornijskom državnom sveučilištu, Fresno, već 35 godina radi s uzgajivačima na pitanjima navodnjavanja.
CIT je osnovan 1980., nakon jedne od najgorih suša u povijesti Kalifornije (prije ove sadašnje) 1976.-77.
Zoldoske je rekao da je državno zakonodavno tijelo odlučno učiniti više na poboljšanju prakse navodnjavanja u Kaliforniji, baš u trenutku kada je korištenje navodnjavanja kap po kap počelo na svoje mjesto. Centar je razvio svoj rad u laboratoriju za ispitivanje zajedno s razvojem proizvoda za navodnjavanje.
“Na neki način smo prednjačili u testiranju opreme za navodnjavanje zadnjih 35 godina,” rekao je.
"Radimo s emiterima kap po kap, trakama za kap po kap za uzgoj povrća, a također provodimo mnogo terenskih istraživanja i obuke kako bismo ono što naučimo iskoristili i podijelili to s uzgajivačima", rekao je. "Narasli smo do te mjere da sada zapravo promičemo inovacije s tvrtkama i proizvodima za navodnjavanje."
Zoldoske se prisjeća dana prije tehnologije kapanja kada su se “sve stvari navodnjavale prskalicama. Povrće se dugo uzgajalo prskalicama. Precizna poljoprivreda je sve to promijenila.”
Rekao je da početni izazovi pri korištenju kapanja uključuju utvrđivanje dubine njegove učinkovitosti i koliko dugo ostaviti sustav da radi. Rad s veličinom rupa u emiterima i sprječavanje insekticida da oštete kapaljku su također naišli.
"Tehnologija nam je omogućila da značajno poboljšamo našu proizvodnju i učinkovitost upotrebom kapajuće trake u proizvodnji povrća", rekao je Zoldoske.
Primijetio je nevoljkost kod uzgajivača koji su bili zadovoljni navodnjavanjem prskalicama prije nego što su shvatili kako zaobići plastiku za potrebe sadnje i žetve.
"S kapanjem možemo stvarno upravljati primijenjenom vodom i općenito gnojivom", 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 očitavanje daje bolji uvid u učinkovitost 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 tijekom vegetacijske sezone i rano vam dati te informacije.”
Zoldoske je već prije nekoliko godina bio uključen u rad koji je pomoću senzora pratio vegetativni indeks velikih polja dinja.
“Tjedan ili 10 dana van, mogli biste pogledati različita područja u polju s malo istinitosti i otići van i procijeniti prinos i veličinu proizvoda. To je pomoglo ljudima iz marketinga unaprijed prodati polje prije žetve. Neke od ovih informacija koje se mogu pružiti znali smo prije 15 do 20 godina.”
Korištenje nove tehnologije "bio je proces evolucije", rekao je. “Samo zato što to radi jedna osoba ne znači da je široko prilagođeno. Počinjemo viđati uzgajivače kako ubrizgavaju zrak u cijevi za kapanje, a to pomaže kod prozračivanja vode u zoni korijena što dovodi do povećanja prinosa. Vidjeli smo porast od 15 posto u tržišnim dinjama u posljednjih pet godina.”
Zoldoske je rekao da uzgajivači koriste više prakse upravljanja bez obrade ili minimalne obrade, “tako da se tlo ne obrađuje toliko. To će imati prednosti iu trošku iu naglasku na zdravlje tla. Ljudi posvećuju više pozornosti kako bi osigurali da je tlo što zdravije. Neki uzgajaju povrće s više slanosti u sebi, zbog čega se dio te zemlje odmiče od usjeva osjetljivih na tlo.”
Rekao je da je nedostatak radne snage i dalje problem, posebice s više kvalificirane radne snage koja je potrebna za razumijevanje i rukovanje najnovijim tehnološkim alatima.
"Potrebno vam je manje, ali više kvalificirane radne snage s navodnjavanjem kap po kap nego s prskalicama", rekao je. “Nekoć ste ručno pomicali prskalice. Sada ima više informacija. Cijela bežična komunikacija bila je veliki plus. Daje vam informacije o pritiscima i protoku navodnjavanja, statusu vlažnosti tla, zajedno s očitanjima vjetra i vode.
“Uzgajivači danas imaju puno više podataka na dohvat ruke za donošenje odluka. Ubuduće ćemo vidjeti puno više podataka koji se redovno prikupljaju s terena, upravljajući putem iPhonea ili tako nešto.”
Dripov praktičan pristup
John Nye, predsjednik i suosnivač St. Josepha, Michigan Trickl-eez, bavi se navodnjavanjem više od 40 godina. Radio je s uzgajivačem Jimom Demskim, jednim od prvih uzgajivača u jugozapadnom Michiganu koji je koristio kapaljku.
“Dugo su vrijeme uzgajali rajčice uz navodnjavanje prskalicama”, rekao je Nye. “Ono što bi se dogodilo jest da bi imali određenu količinu ožiljaka na sebi. Dugo je uzgajao rajčice – 15 ili više godina. Samo je okretao dolare, nije zarađivao novac. Bio je uzbuđen zbog mogućnosti uzdignutih kreveta, folije, plastike za kapanje, dovod vode i hranjivih tvari u taj sustav. Bio je veliki korak učiniti sve to odjednom. To je zapravo bio najbolji način za to.
“Radio sam na nekoliko polja. Budući da je proizvodio na ravnom tlu, dobivao je oko 700 kutija rajčica br. 1 po hektaru. Kada je prešao na podignute gredice, koristeći film, prinosi su porasli na 1,500 bušela po jutru. Više je nego udvostručio prinos, a kvaliteta se znatno povećala. Nije mogao pratiti naredbe. Drugi uzgajivači u tom području vidjeli su to i htjeli su ga iskoristiti.
"(Drip) je praktičan za paprike, patlidžane i razne druge povrtne kulture", rekao je. “Sada svi u povrtlarskoj industriji, osim u blatu, koriste tu tehnologiju. S prinosima rajčica od preko 2,000 kutija po jutru, to je prilično uzbudljiva priča.”
Upotreba kapanja potpomognuta je kvalitetnijim cijevima i znanjem o hranjenju hranjivim tvarima, rekao je Nye.
“Bila je to mala evolucija – uzbudljiva. Svi u industriji su otišli na to i nikada se nisu vratili, nakon što vide koliko dobro može biti.”
Nye je rekao da je rano postojao otpor uzgajivača instalaciji kapanjem.
“Činilo se da je to veliki trošak – puno toga za promijeniti. Za one koji su to isprobali, nagrade su bile tu i cijela je industrija pala na red. To je poprilično ulaganje u troškove. Proizvodnja i kvaliteta su toliko veći, s nižim jediničnim troškovima na kraju.”
Rekao je da su ga poboljšanja u cijevima učinila “toliko pouzdanim da je malo vjerojatno da će se začepiti. Djeluje onako kako mi želimo. Prilično je sigurna stvar ako uzgajivači postave pravu filtraciju i slijede li ono što mi znamo učiniti. Dotjerano je i poboljšano. Sada je sustav tako pouzdan i toliko široko korišten da novi uzgajivač može odmah započeti i može lako razumjeti i razviti (sustav) i koristiti ga za sebe. Bila je to prava evolucija.”
S novijim sustavima, uzgajivači uključuju i isključuju pumpe mobitelima i mogu pratiti što rade protok i ubrizgavanje gnojiva.
"Današnja tehnologija može nadzirati ako dođe kišna oluja i telefon se može koristiti za isključivanje sustava - a to možete učiniti izdaleka", rekao je Nye.
Nye je rekao da će sljedeći značajan razvoj biti široko rasprostranjena praksa recikliranja kako bi se "ponovno upotrijebili materijali koje izvlačimo i reciklirali".
Povijest dobitaka
Phil DeMarco iz Hammontona, New Jersey, bivši član odbora Udruge za navodnjavanje koji se bavi navodnjavanjem sedam desetljeća, rođen je i odrastao na farmi u južnom New Jerseyju. Promatrao je ranu upotrebu prijenosnih, ručno pomicanih aluminijskih pristupa za navodnjavanje na očevoj povrtlarskoj farmi koja je uzela maha 1940-ih.
"To su obično bile domaće naprave", rekao je DeMarco. “Tvornički izrađene pumpe počele su se proizvoditi na ovom području oko Drugog svjetskog rata. Sustavi tipa vodenog vitla prvi su put korišteni otprilike u kasnim 1970-ima. Kad sam 1975. distribuirao opremu za navodnjavanje, bilo je nekih prijenosnih jedinica, ali uglavnom smo gradili vlastite vrhunske dizel pumpe i prodavali ih s podzemnim PVC-om. Područje povrća u Vinelandu, New Jersey, još uvijek koristi nešto ručno prebačenog aluminija. To je jedino područje na kojem još uvijek možete vidjeti neke male farme s 8 do 10 hektara.
"Kapanje je preuzelo područje povrća", rekao je. „Štedi rad, ekonomičan je, nema rasipanja vode, a vodu koristite samo na određenom području. Također ga stavljate ispod, zajedno s biljkom ispod plastike. Uzgajaju rajčice, zelje i sve. Kukuruz šećerac čak koristi i malo kapanja – ali to je usjev koji brzo raste.”
„Vidi se ušteda uvođenjem navodnjavanja kap po kap, a ne brinete se o strojevima i cijevima. Ne radi ništa osim pokretanja pumpe ili otvaranja ventila. To je velika razlika. Čim su (uzgajivači) vidjeli da se nešto pojavljuje na ulici, nešto novo, skočili su na to.”
Rekao je da južni New Jersey nema problema s dostupnošću vode kao u drugim dijelovima zemlje.
- Gary Pullano, suradnik urednika