Как може да се определи ефективността на водата за поливане
Растениевъдството не може да просъществува днес без напояване. А за образуването на 1 кг сухо вещество полезна продукция в съвременните културни растения, при нормални климатични условия се изисква от 300 до 800 л вода да премине през растението, като само една минимална част остава в него.
Кои са ефектите от различните методи за напояване
Повърхностното напояване се отличава с много методи, които се използват от древността и все още имат голямо значение, тъй като не изискват големи инвестиции и сложни технически решения. Общ проблем на повърхностните методи обаче са големите загуби от изпаряване и просмукване. Това и най-разпространеният начин за поливане.
Поливането чрез заливане изисква прегради 20 до 40 cм високи, хоризонтални, с евентуално лек наклон на терена. Посредством подвеждащи и отвеждащи канали те се обединяват в блокове, в които се напояват последователно всички полета, като се започва от най-високото поле. Този начин на поливане е подходящ за терени със сравнително малък наклон – до 0,1% и слаба до средно пропусклива почва. При по-големи наклони теренът трябва да се терасира, при което полетата и преградите трябва да следват линиите с еднаква височина. По този начин се поливат оризищата.
При силно пропускливи почви поливането с полета няма смисъл, тъй като има големи загуби. Главен проблем при този метод на поливане са загубите от изпарение. При този метод коефициентът на използване на водата е 40 – 50%. Самите прегради представляват пречка за обработката на почвата.
При някои култури се използва поливането чрез ивици – то се прави между засадените на редове растения, и така не се запълва цялата площ с вода, а само ивиците, така разходът на вода намалява. По този начин се поливат култури, които са със слята повърхност, като ливади, житни и други.
При поливането по бразди водата не запълва постоянно лехите. Тя се подава от един разположен по-високо канал. При този метод наклонът трябва да бъде по-голям – до 2%. Водата в браздите е в постоянно движение. При това трябва да се осигури равномерно напълване на браздата. По този начин се поливат култури, които се садят на редове – царевица, тютюн, зеленчуци, слънчоглед и други.
При дъждуване се пръска дъждообразно с мобилни или стационарни инсталации. Водата се изпомпва от водоизточник и подава под определено налягане до инсталациите. Има различни инсталации: в зависимост от устройството – подвижни, полуподвижни и стационарни. Разделят се по видове по налягането, което използват и по конструкцията си като мостови, конзолни и други.
Дъждуването поставя по-малко изисквания към площта за напояване като наклон, профил, както и не изисква предварителна направа на лехи, прегради и други.
При подпочвеното напояване водата се подава със специални тръби на известна дълбочина, след което се изкачва в активния почвен слой по капилярен път.
При микронапояването се напоява само една малка част от почвата. За разлика от методи като повърхностното напояване и дъждуването, тук се ползва много малко количество вода. По този начин релефът на поливаните площи няма значение.
Капковото напояване е най-икономичният по разход на вода метод от всички останали. Чрез непрекъснато подаване с капки се измерва точно необходимото количество вода за растенията, без да се губи от изпарение и просмукване.
Допълнително във водата могат да се добавят торове за подхранване и препарати. Този вид напояване може да се автоматизира, което води до точно контролиране на времето за поливане и малък разход на труд и енергия.
Силно се намалява отнемането на минерали и подхранващи вещества от почвата от изтичащата вода, намаляват се осоляването и замърсяването с препарати. Поради контролираното локално подаване на вода и торове се намалява развитието на плевелите.
Ефективността на напояването при този метод е висока – от 80% до 95%. Методът е за предпочитане в овощарството, зеленчукопроизводството, лозарството и други.
Капковото напояване може да бъде надземно и подпочвено. При подземното напояване водата за поливане се подава близко до корените на растението.
Ефективността на използване на водата за поливане може да се определи по следния начин:
Ефективност на водата за поливане(%) = (Водата изразходвана от растението ÷ подадената вода към полето на отглеждане) x 100
През 60-те години на 20 век общото мнение е било, че водата е неограничен ресурс. Тогава населението е почти два пъти по-малко от днес и консумира по-малко на глава от населението от сега.
Днес обаче консумацията на вода трябва да осигури храна за седем милиарда жители на Земята. Освен това трябва да се осигури вода за многократно по-интензивната аграрна индустрия, за повишените нужди за биогорива и урбанизацията. За да се избегне глобална криза за водата, тя трябва да се използва много по-ефективно.
Предимства и недостатъци на методите
Избирането на един или друг метод на поливане зависи от наличието на вода, персонал за обслужване, вид на терена и почвата, климатичните условия и разбира се типа на отглежданата култура.
Автоматизация на поливането
Съвременните технологии в селското стопанство предполагат активно използване на автоматизация в поливането. Когато необходимото количество вода е подадено на почвата, по-нататъшната увеличаване на водата в почвата може да доведе до движението ѝ и преместването на хранителните вещества на по-голяма дълбочина.
Внимание!При едно превишено количество вода в почвата може да се стигне и до намаляване на добивите поради намаленото количество кислород в областта на корените.
При определяне на количеството вода, която трябва да се подава към корените на растенията, освен от нуждите и от характеристиките на самите растения, трябва да се има предвид и типът на почвата. Едни по-пропускливи или по-задържащи водата почви изискват различни начини да се извършва поливането с оптималните количества вода.
Ефективната автоматизация на поливането се подпомага от непрекъснато измерване на количеството влага в почвата. Има различни видове датчици, създадени за целта, като тензиометри. За пълноценно регулиране е добре това измерване да става на няколко различни дълбочини.
Вземането предвид всички фактори на ефективно поливане предполага използването на съвременни компютърни системи за автоматизацията на поливните дейности. При оранжерийното производство тази автоматизация включва и редица други фактори, на които може да се влияе – температура, влажност на въздуха, съдържание на въглероден диоксид, осветеност, вентилация и други.
Не може ли да се обезсолява морската вода?
Този въпрос задават мнозина, които днес виждат, че започваме да ставаме свиделети на безводие.
Отговорът засега обаче е един -смята се, че обезсоляване на морска вода за целите на напояването не е рентабилно. Въпреки това такава вода се използва в много случаи. Специално в САЩ големи количества се обезсоляват за поливане.
В някои области на Европа, специално в Андалусия, за производство на зеленчуци се използва океанска вода, доставена със специални напоителни тунели по метода на заливане на площи. Изследванията показват, че при определени случаи, както при доматите, лавандулата и други култури поливането с морска или океанска вода може да има предимства и във вкуса, количеството и качеството, но трябва да се внимава да не се предизвика осоляване на почвата, за тази цел морската вода трябва да се смесва със сладка до норми на соленост от 28‰ до 34,2‰.
В света, включително и в редица райони на Европа, количествата вода на разположение за използване в селското стопанство са ограничени. Често това води до ограничение в развитието на земеделието и конфликти между страните и регионите.
Проблеми от напояването
Селското стопанство е най-големият потребител на вода в света. Около 70% от прясната вода се използва за селско стопанство.
В сухите области на Азия и Африка се стига до 90% от прясната вода.
В Европа като цяло този процент е 35%.
Тъй като само 1,73% от водата на света е използваема сладка вода, и тя не е разпределена равномерно по региони, се стига до големи конфликти за използването между селско стопанство, домакинства и индустрия. Разходът на вода в големите градове се увеличава с увеличаването на населението.
Екологични проблеми
При изграждането на язовири при горното и средното течение на реките, които се използват за поливане на обработваема земя, се намалява количеството вода, течаща в реките, и се намалява нивото на подпочвените води в районите около реките.
Същото се получава и при интензивно използване на подпочвени води за поливане, когато количеството, което се използва, не може да се възстанови по естествен път. Такъв е случаят в щата Аризона, където поливането на пшеница и портокали е довело до драстично спадане на нивото на подпочвените води.
Как се получават пустинни области
Превръщането на отделни райони в пустинни (desertifikation) е процес, който може да се получи и по естествен начин вследствие на намалени валежи. В повечето случаи това явление е предизивикано от човешка дейност – от отглеждането на монокултури или свръхизползването на торове и препарати.
Как се стига до засоляване
Засолените почви обикновено заемат равнинни терени със слаб или без отток на повърхностните води. При това положение водите, които носят почвения разтвор, се изкачват много близко до повърхността и при изсъхване на почвата солите кристализират. Засоляване се получава също при широко прилагане на изкуствено напояване. Използваната вода от реките съдържа разтворени различни соли, особено натриев хлорид. При интензивно изпарение и многократно заливане разтворите се концентрират и солите кристализират.
Данни за напояване в България
Преди 1990 г. в България са създадени голям брой напоителни системи. Така например през 1963 г. в страната има изградени, в строеж и в проект 66 броя големи напоителни системи с обща площ над 11 милиона декара. Част от тях са и отводнителни. Тези системи включват източници на вода, канали и площи за напояване.
Поливните площи в България през годините:
- 1944: 0,386 милиона декара
- 1950: 1,263 милиона декара
- 1952: 2 милиона декара
- 1957: 4,2 милиона декара
- 1963: 8,8 милиона декара
- 2003: 5,88 милиона декара
- 2012: 1,02 милиона декара
В края на 60-те години на 20-ти век България е била на трето място в света след САЩ и Япония по броя на изградените язовирни стени. Всички изградени тогава язовирни стени функционират и до днес. Освен големи язовири в България са построени и много микроязовири. В категорията на микроязовирите спадат изкуствени водоеми с височина на язовирната стена не повече от 10– 12 m и обем до 8– 10 милиона куб.м. Микроязовирите служат за сезонно или многогодишно регулиране на местния отток. До 1963 г. в България са били построени и около 2000 микроязовира, а напояваната от тях площ е достигала един милион декара.
]
Според нормативите водата за поливане може да бъде подземна (изворна вода и кладенци), повърхностна (от реки, езера, язовири и резервоари за събиране на дъждовна вода) и обработена вода (обезсолени и отпадни пречистени и непречистени води).
Качеството й обаче се следи и трябва да съответства, от една страна, на изискванията на напояваните растения, и от друга – на минимални изисквания за хигиената. Нормите за това се дават от FAO.
Историята на напояването е престара – големи майстори е имало едно време
Ако се разровим из археологическите проучвания, те показват, че напояването на земеделските култури е възникнало преди хилядолетия.
Целогодишно напояване на земеделските култури се е практикувало в Месопотамската равнина. Използвана е система от иригационни канали.
Древните египтяни са практикували напояване на участъци, като са се възползвали от ежегодните преливания на река Нил, които изпълвали площи, заобиколени от диги. С водите от Нил се носи и ценна утайка, която служи за изхранване на растенията.
Съществуват доказателства за това, че около 1800 г. пр.н.е. са използвани водите от естествено езеро на оазиса Фаюм като резервоар за съхранение на излишната вода, която се е използвала по време на сухия сезон.
Дори жителите на Древна Нубия са разработили форма за напояване на земята чрез устройство, наподобяващо воденично колело, наречено сакиа. Напояването в Нубия започва преди повече от две хиляди години. Жителите на Нубия, която днес е част от Судан, разчитали на прииждащите води на река Нил.
В Субсахарска Африка напояването на земеделски земи се прави по поречието на река Нигер, като има сведения, че това е започнало преди около повече от 2000 години.
Съществуват свидетелства за това, че терасирането на площи с цел напояване на земеделските култури е съществувало още в Предколумбова Америка, Древна Сирия, Индия и Китай. В долината Зана, намираща се в Перуанските Анди археолозите са открили останки от три напоителни канала. Радиовъглеродното датиране сочи, че са от 4 хилядолетие пр.н.е., 3 хилядолетие пр.н.е.и 9 век. Тези канали са най-ранните доказателства за съществуването на напоителни системи в Новия свят.
Сложни напоителни системи и системи за съхранение на вода са създадени и от представителите на индийската цивилизация на територията на днешен Пакистан и Северна Индия. За нуждите на селското стопанство е изградена широка мрежа от напоителни канали.
В Персия ечемик се е отглеждал още през 6-о хилядолетие пр.н.е. в райони, където естествените валежи не са достатъчни за израстването и зреенето на реколтата.Персия е и страната, в която от 8 в. пр.н.е. са развити и усъвършенствани подземни поливни системи, наречени ганати, те са древни, но някои от тях продължават да се използват и днес. От района на Персия методът е разпространен към Средния Изток, Северна Африка и цялото Средиземноморие, и дори Северна Америка. Системата представлява мрежа от вертикални кладенци и леко наклонени тунели, издълбани в скалите и стръмните хълмове с цел да събират и отвеждат повърхностните води.
Нория е водно колело с глинени съдове по него и задвижвано от дебита на потока или животинската сила. За първи път тази система се е използвала от римските заселници в Северна Африка. Около 150 г. пр.н.е. глинените съдове са пригодени дори с клапи, които позволяват равномерно пълнене, независимо от силата на водата.
Най-ранните напоителни системи в Шри Ланка датират от около 300 г. пр.н.е. и продъллжават да се развиват през следващите столетия, като се превръщат в един от най-сложния комплекс от напоителни съоръжения в древния свят. Освен изграждане на подземни канали, жителите на Шри Ланка успяват да създадат и редица изкуствени водоеми, които да служат като резервоари на ценната за реколтата вода. Благодарение на сложните инженерни решения в този сектор, те често са наричани „майстори на напояването“. Повечето от тези напоителни системи все още съществуват, невредими.
