Nawadnianie to jeden z najważniejszych czynników zapewniających stabilne, wysokie i dobrej jakości plony. Nawadniane rośliny łatwiej pobierają składniki pokarmowe z gleby. Nawozy działają korzystnie na wzrost roślin. Trzeba jednak zapewnić dostateczną ilość wody, niezbędną do rozpuszczenia nawozów. Nawadnianie wiąże się z kosztami. Szczególnie wysokie są nakłady inwestycyjne związane z zakupem urządzeń i budową ujęć wody. Dużym problemem może być również dostarczenie odpowiedniej ilości wody w określonym czasie. Warto więc wiedzieć, jak nawadniać w sposób efektywny.
Nie wszystkie gatunki roślin jednakowo reagują na niedobór wody. Najbardziej wrażliwe są rośliny z płytkim, słabo rozwiniętym systemem korzeniowym, znajdującym się w 20–30-centymetrowej warstwie gleby. Niedobór wody w jakiejkolwiek fazie wzrostu powoduje obniżenie plonów. Największą wrażliwość na suszę rośliny wykazują w okresie tworzenia i wzrastania części użytkowych. Aura w poszczególnych latach i porach roku ma największy wpływ na decyzje dotyczące nawadniania upraw polowych. Pod uwagę bierze się nie tylko ilość, rozkład oraz wielkość opadów, ale również temperaturę i wilgotność powietrza. W okresie letnim ilość opadów zazwyczaj jest niewystarczająca, szczególnie w środkowym pasie Polski.
Potrzeba nawadniania roślin
Z tego powodu rośliny wymagają nawadniania również w okresie letnim. Wyznaczając termin nawadniania należy przede wszystkim wziąć pod uwagę ilość wody znajdującej się w danym momencie w glebie. Wilgotność gleby można określić np. za pomocą tensjometrów lub irrometrów, którymi mierzy się potencjał wody w glebie (dawniej nazywany siłą ssącą gleby). Nawadnianie roślin o dużych potrzebach wodnych należy rozpoczynać, gdy potencjał wody w glebie obniży się do poziomu –20, maksymalnie –30 kPa. Sączek tensjometru, czyli jego ceramiczna, dolna część, powinien być umieszczony na głębokości około 15–20 cm, czyli w miejscu, w którym znajduje się główna masa systemu korzeniowego. W praktyce nie zawsze można się posłużyć przyrządami do określania wilgotności gleby. Doświadczeni producenci wyznaczają termin nawadniania na podstawie wyglądu roślin i gleby oraz, oczywiście, przebiegu pogody.
Nawadnianie kroplowe
W uprawie roślin jagodowych, takich jak truskawka, malina czy borówka, najczęściej stosowane jest nawadnianie kroplowe. Do największych zalet nawadniania kroplowego można zaliczyć oszczędność wody – może ona dochodzić nawet do 40% w porównaniu z innymi systemami nawadniania. Dzieje się tak, ponieważ w metodzie tej zwilżana jest niewielka powierzchnia gleby, co ogranicza straty wody wskutek parowania.
Najważniejszymi elementami systemu kroplowego są emitery (kroplowniki). Ich zadaniem jest zredukowanie ciśnienia panującego w rurociągach tak, aby woda wypływała z nich w postaci kropel. Kroplowniki mogą występować w postaci pojedynczych emiterów lub jako taśmy i linie kroplujące (emitery liniowe). W uprawach polowych najczęściej stosuje się taśmy i linie kroplujące. W ich ściankach znajdują się emitery o długiej drodze przepływu, nazywane kroplownikami labiryntowymi. Umożliwiają one uzyskanie turbulentnego (burzliwego) przepływu wody. Dzięki temu następuje jej samooczyszczanie, co zmniejsza ryzyko zapychania urządzeń. Taśmy kroplujące są przewodami cienkościennymi. Swoją nazwę zawdzięczają spłaszczonemu kształtowi przekroju, kiedy nie znajduje się w nich woda. W czasie pracy nabierają zaś kształtu okrągłego lub owalnego.
Popularność taśm kroplujących wynika przede wszystkim z ich ceny. Są one znacznie tańsze niż przewody o większej grubości ścianki, nazywane liniami kroplującymi. Dużą zaletą nawadniania za pomocą taśm i linii kroplujących jest możliwość zminimalizowania nakładów energii, ponieważ znajdujące się w nich emitery pracują przy ciśnieniu poniżej 1 bara. Można je więc z powodzeniem stosować wszędzie tam, gdzie występują problemy z uzyskaniem dużego ciśnienia wody, niezbędnego do prawidłowej pracy innych systemów nawadniających. Przy stosowaniu nawadniania kroplowego na dużych obszarach wodę dostarcza się na pola rurociągami przesyłowymi pod dużym ciśnieniem. Rurociągi przesyłowe montowane są na kolektorach, do których podłączone są przewody nawadniające z reduktorami ciśnienia. Linie kroplujące, do których w procesie wytłaczania wmontowywane są kroplowniki, zarówno w czasie pracy, jak i przerw w nawadnianiu oraz podczas przechowywania zachowują na przekroju kształt okrągły lub owalny. Linie kroplujące mają znacznie większą żywotność od taśm. Mogą być użytkowane przez co najmniej kilka sezonów pod warunkiem, że przepływająca nimi woda będzie odpowiedniej jakości i wolna od zanieczyszczeń, które mogą zablokować kroplowniki.
Odpowiedni system
Do oczyszczania wody z zanieczyszczeń mechanicznych używa się m.in. filtrów żwirowych. W zależności od stosowanych wsadów filtracyjnych filtr oczyszcza wodę z zanieczyszczeń mechanicznych mineralnych (tj. drobiny piasku i mułu) oraz biologicznych (glony i mikroorganizmy wód powierzchniowych). Przy niewielkiej ilości zanieczyszczeń zamiast filtrów żwirowych stosować można filtry dyskowe. Przy dużej ilości zanieczyszczeń filtry dyskowe pracują jako filtry doczyszczające na końcu zestawów filtrów żwirowych. Taką samą funkcję jak filtr dyskowy spełnia filtr siatkowy, jednak można go stosować tylko w małych uprawach i przy niedużych poborach wody.
Kolejną zaletą nawadniania kroplowego jest jego równomierność – oczywiście pod warunkiem, że system jest prawidłowo zaprojektowany. Największą równomierność dostarczania wody zapewniają kroplowniki z kompensacją ciśnienia. W odróżnieniu od linii z kroplownikami bez kompensacji można ich używać na terenach o zróżnicowanej rzeźbie terenu i wszędzie tam, gdzie zachodzi potrzeba stosowania długich ciągów nawadniających. Kompensacja ciśnień pozwala na uzyskanie równomiernego wydatku wody na całej długości ciągu. Im większy rozstaw kroplowników, większa średnica przewodu i wyższe ciśnienie wody (w dopuszczalnych granicach dla danego typu przewodu), tym długość ciągów może być większa. W charakterystykach produktów dystrybutorzy podają informacje o maksymalnej długości ciągu dla danego typu przewodu nawadniającego przy określonym ciśnieniu wody.
W warunkach polowych emitery liniowe narażone są na: przesuwanie przez wiatr, odkształcanie pod wpływem bezpośredniego działania promieni słonecznych, uszkodzenia przez zwierzęta (ptaki, gryzonie, lisy, zające i inne) oraz ciągniki i maszyny. W celu zminimalizowania ryzyka uszkodzeń przewody nawadniające można montować pod powierzchnią na głębokości od 5 do nawet 30 cm. Podpowierzchniowe ułożenie emiterów daje też inne korzyści, np. jeszcze lepsze wykorzystanie wody, bo ograniczone jest jej powierzchniowe parowanie i dociera ona bezpośrednio do strefy korzeniowej roślin. Kolejną zaletą stosowania emiterów liniowych jest ograniczony wzrost chwastów. Dzieje się tak dlatego, że powierzchnia gleby jest sucha. Taśmy i linie kroplujące mogą być rozkładane ręcznie lub mechanicznie. Urządzenia do rozkładania przewodów nawadniających mogą być agregatowane – np. z sadzarkami, maszynami do rozkładania folii czy formowania zagonów.
Właściwy dobór systemu nawadniania
Na rynku dostępna jest szeroka oferta emiterów liniowych z kroplownikami umieszczonymi w różnych odległościach jeden od drugiego – od 10 do nawet 150 cm. Dobór przewodu nawadniającego z odpowiednią rozstawą emiterów zależy od odległości między roślinami w rzędzie, a także od rodzaju gleby. Punktowe dostarczanie wody powoduje, że zwilżana jest niewielka powierzchnia gleby. Krople wody przemieszczają się w głąb oraz w kierunku poziomym, zwilżając określoną objętość. Zależy to zarówno od ilości podanej wody, jak i rodzaju gleby. Na cięższych glebach, zawierających dużo małych cząstek, woda przemieszcza się prawie jednakowo w kierunkach pionowym i poziomym. Na glebach lżejszych, piaszczystych, woda przemieszcza się szybciej w kierunku pionowym niż poziomym. Zatem na lekkich glebach powinno się stosować taśmy i linie kroplujące o mniejszym rozstawie kroplowników i częściej nawadniać rośliny. Z kolei na glebach ciężkich należy stosować jednorazowo większe dawki wody. W celu podania odpowiedniej ilości wody trzeba znać wydatek danego emitera. W opisach produktów podawane są wydatki pojedynczych emiterów (w l/h) oraz – dla ułatwienia obliczeń – wydatki wody z 1 mb bądź 100 mb przewodu nawadniającego.
Nawadnianie kroplowe i fertygacja
Nawadnianie kroplowe w znaczący sposób wpływa na rozwój systemu korzeniowego i jego rozmieszczenie w profilu glebowym. Najwięcej korzeni gromadzi się wokół źródła wody i nie przerasta do głębszych warstw. Taki sposób rozmieszczenia korzeni nie jest dostosowany do tradycyjnego nawożenia przy użyciu nawozów w postaci stałej. Z tego powodu może być przyczyną niedostatecznego odżywienia roślin. Dlatego, wraz z nawadnianiem kroplowym, należy stosować dokarmianie nawozami rozpuszczonymi w wodzie, czyli fertygację. Stosowanie nawożenia poprzez system kroplowy obniża koszty pracy i energii, a także zwiększa efektywność wykorzystania nawozów, ponieważ ilość wprowadzanych składników pokarmowych jest ściśle związana z fazą rozwojową roślin. Płynne nawożenie polega na wprowadzaniu przygotowanego roztworu nawozów do wody przepływającej w systemie nawadniania za pomocą dozowników.
Dozowniki
Wykorzystuje się do tego celu najczęściej dozowniki inżektorowe lub proporcjonalne. Dozowniki te nie wymagają dodatkowych źródeł zasilania, gdyż „napędzane” są przepływającą przez nie wodą. Dozownik inżektorowy swoje działanie zawdzięcza zwężce Venturiego. Wykorzystuje on efekt różnicy ciśnień. Różnica ciśnień między wlotem a wylotem inżektora wywołuje efekt ssania wewnątrz konstrukcji. Konsekwencją jest zasysanie roztworu nawozu. Dozownik inżektorowy nie posiada żadnych części ruchomych. Prosta konstrukcja dozownika pozwala na łatwy montaż i zapewnia bezawaryjne działanie. Pobieranie roztworu nawozu odbywa się jednak kosztem straty ciśnienia przepływającej wody i jest od niego zależne. Precyzyjnymi urządzeniami do pobierania roztworów nawozów są dozowniki proporcjonalne. Woda przepływająca przez urządzenie, nawet w niewielkiej ilości, wprawia w ruch tłok silnika, który uruchamia tłok wtryskowy. Ten z kolei zasysa roztwór nawozu i wtłacza go do wody płynącej w instalacji nawodnieniowej. Dozownik utrzymuje proporcjonalne dozowanie roztworu nawozu do przepływającej wody. Roztwór podawany roślinom ma stałe stężenie – niezależnie od szybkości przepływu wody. W instalacjach o dużych przepływach mają zastosowanie również pompy dozujące z napędem elektrycznym. Dozowanie roztworu nawozów do instalacji odbywa się tutaj bez obniżania ciśnienia wody – na zasadzie wtrysku do głównego kolektora.
Dostępne na rynku dozowniki są przystosowane do podawania substancji płynnych i rozpuszczalnych w wodzie, w stężeniach stosowanych w rolnictwie i ogrodnictwie. Można je więc wykorzystywać również do aplikowania środków ochrony roślin.
Dr Tomasz Spiżewski
Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu
