Úvod / Pôdohospodárstvo podľa tém / Rastlinná výroba / Rastlinná výroba všeobecne

Súčasné stratégie a ciele v oblasti zavlažovania (2. časť)

03-05-2021
Z dostupných zdrojov spracoval: prof. Ing. Ján Jobbágy, PhD. | jan.jobbagy@uniag.sk
Slovenská poľnohospodárska univerzita v Nitre
(zdroj: Moderná mechanizácia v poľnohospodárstve 3/2021, str. 20-22)

Výzva pre podporu závlah a bilancia ekosystému

Problematike výzvy na predkladanie Žiadostí o poskytnutie nenávratného finančného príspevku z PRV (Program rozvoja vidieka), ktorá je zaujímavou témou pre závlahárov, bola uvedená v inom čísle mesačníka (03/2019). V skratke si však pripomenieme, že išlo o výzvu č.30/PRV/2018 pre podopatrenie 4.1 na predkladanie žiadostí o nenávratný finančný príspevok. Posledné zmeny výziev boli v roku 2019 a závlahári v podstate v minulom roku (2020) začali realizovať aj svoje projekty. Z celkových prieskumov získaných informácií z rôznych podnikov a od predajcov vyplýva, že išlo o úspešný projekt. Jednoznačne konštatujem, že podpora na investície do zavlažovania je dôležitým nástrojom, ktorý mnohým farmám dokáže zvýšiť efektivitu využívania vody a celkovú výkonnosť a udržateľnosť poľnohospodárskeho podniku. Ide o rôzne farmy a podniky, ktoré sú v rôznych veľkostných kategóriách.  Investície sa teda týkajú závlahových zariadení, ktoré budú v budúcnosti úspornejšie vzhľadom na celosvetový trend a vízie aj organizácií zaoberajúcich sa danou problematikou. Na druhej strane však nesmie nastať zníženie kvality a úrodnosti pôdy.

Vzhľadom na pestované plodiny, stav pôdy a v závislosti od poveternostných podmienok  jednoznačne možno povedať, že hodnota doplnkového závlahového množstva bude rozdielna a bude závisieť od vzniknutej bilancie ekosystému. Následné určenie závlahových dávok a výsledného závlahového množstva bude určovať aj hospodárnosť prevádzky zavlažovania. Správna závlaha, poveternostné podmienky, stav pôdy a množstvo živín ovplyvňujú rast a vývoj rastlín a určujú celkovú úrodu a tým a aj zisk podniku. Samotný proces zavlažovania nie je jednoduchý a popri znalosti bilancii ekosystému je treba poznať aj aktuálny stav zdroja vody, čerpacej stanice a závlahovej techniky. Riadenie závlahového režimu predstavuje v dnešnom poľnohospodárstve významnú úlohu pre šetrenie vodou a pre dosiahnutie vysokých  úrod.

Moderné prvky v oblasti závlahovej techniky

Medzi moderné a úsporné technológie závlah možno zaradiť účelné podpovrchové zavlažovacie systémy (obr.1, poz.1-hladina podzemnej vody po zalvažovaní s podzemnou závlahovou technológiou, poz.2-pred zavlažovaním) , ktoré znižujú spotrebu sladkej vody v poľnohospodárskom sektore až o 25%. Vyplýva to aj z výskumov vybraných univerzít napr. v Amsterdame. Ďalšou výhodou systémov je využívanie odpadovej vody, ktorá je čistená pôdou. Modri podstatné aspekty, prečo zavádzať úsporné technológie a využívanie aj iných zdrojov vody patria:

Problém s vodou. V súčasnosti sa 70% sladkej vody vo svete používa na poľnohospodárske zavlažovanie, čoho výsledkom je celosvetový nedostatok sladkej vody. Zavedenie modernej technológie závlah, napr. podpovrchovej závlahy, môže znížiť množstvo vody použitej v tomto sektore. Spotreba vody je obzvlášť problematická počas obdobia sucha, kedy je na zavlažovanie potrebné viac vody, ako je skutočne k dispozícii. Počas týchto ročných období sa voda používa z potokov, kanálov a jazier, do ktorých vypúšťajú vodu čističky odpadových vôd. Podľa zistených faktorov, ktoré sa prezentujú v štúdií, táto odpadová voda zhoršuje kvalitu obmedzených svetových dodávok čerstvej vody. Pri použití tejto odpadovej vody v tradičných nadzemných metódach zavlažovania pozemkov sú následne zamestnanci a plodiny priamo vystavené kontaminovanej vode. To môže predstavovať vážne zdravotné riziká.

Mikropolutanty. Štandardné čistiarne odpadových vôd nie sú schopné odstrániť mikropolutanty z vody. Mikropolutanty sú látky v malých koncentráciách, ktoré sa nachádzajú vo vzduchu aj vo vode. Majú vplyv na životné prostredie, aj na organizmus ľudí a na živú prírodu. Tým, že sú v malom množstve, ťažko sa detegujú a štandardne sa vôbec nemonitorujú. No pri dlhodobej záťaži spôsobujú poškodenie zdravia a rôzne degenerácie živých organizmov. Mikropolutanty sú látky, ako sú lieky, hormóny a pesticídy. Tieto mikropolutanty prichádzajú do priameho kontaktu s plodinami, ak sa táto voda používa v nadzemných zavlažovacích systémoch. V súčasnosti sa značná časť výskumných skupín v oblasti monitoringu životného prostredia zameriava na výskyt mikropolutantov vo vodnom ekosystéme. Medzi najčastejšie monitorované mikropolutanty patria najmä pesticídy, liečivá, drogy, hormóny, ako aj kontrastné látky či antibakteriálne prípravky používané v zdravotníckych zariadeniach.

Riešenie. Riešením je nasadenie nielen úspornej závlahovej technológie, ale aj podpovrchovej.  V takomto prípade zamestnanci pdniku a plodiny neprichádzajú priamo do povrchového styku s odpadovou vodou. Pôda funguje aj ako systém čistenia. V pôde prebiehajú rôzne procesy rozpadu. Mikropolutanty možno z vody do veľkej miery odstrániť pôdou. Šírenie chemikálií sa týmto spôsobom zníži na minimum. Z dostupných zdrojov vyplýva, že v podpovrchových zavlažovacích systémoch v priemernej sezóne možno zhruba štvrtinu požiadaviek na dodávku poľnohospodárskej vody splniť použitím odpadovej vody, zatiaľ čo v období sucha je to 17%. Na uspokojenie dopytu po zavlažovacej vode by sa na tento účel muselo použiť 7 až 13% ročného množstva odpadovej vody.

V podpovrchových zavlažovacích systémoch dochádza k nižšiemu odparovaniu vody v porovnaní s nadzemnými závlahovými zariadeniami. Výsledkom je však fakt, že celková spotreba je vyššia – t.j. nároky na množstvo vody počas celého vegetačného obdobia. Podzemná hladina vody musí dosiahnuť minimálnu hladinu pre dosiahnutie požadovanej úrody. Veľký vplyv majú pre tento fakt aj kapilárne póry. Avšak z dlhodobého hľadiska bude podpovrchové zavlažovanie vyžadovať menej vody a to kvôli zvýšenej hladine podzemnej vody.

Obr. 1

Obr. 1: Podpovrchová závlaha

Iným príkladom je nasadenie inovatívneho prvku pre širokozáberovú závlahovú techniku, ktorý sa týka distribútora závlahovej vody. Tento produkt získal aj ocenenie od americkej spoločnosti pre poľnohospodárske biosystémy a inžinierstvo (ASABE). Ide v podstate o systém otočnej súčasti rozstrekovača Nelson (obr.2). Poľnohospodári a presnejšie závlahári trávia podstatný čas správou svojich  závlahových aplikačných zariadení. U dýz môže dôjsť vplyvom znečistenej vody ku ich upchatiu nečistotami, ktoré však musia byť odstránené kvôli upchatiu. Modernizácia rozstrekovača je v bočnom pripojení pre širokozáberové zavlažovače, ktorá je multifunkčná. Konštrukcia rozstrekovača umožňuje prepnúť polohovátorom medzi nastaveniami v činnosti, v nečinnosti alebo preplach. Výhodou je odstránenie prepláchnutím bez demontáže dýzy v rozstrekovači. Konštrukčná časť môže byť súčasťou klipu s dvoma typmi dýz (vysoko a nízko prietoková). Obrázok uvádza možnosti nastavenia v pozícii inštalácie (poz.1-obr.02), zapnutia (2-obr.02), a vypnutia (3-obr.02). Ďalšie nastavenia spočívajú v prepláchnutí dýzy (4-obr.02) alebo potrubia (5-obr.02) a v konštrukčnom zariadení pre kontrolu dýzy. 

Obr. 2

Obr. 2: Moderný rozstrekovač s funkciou prepínania

Ďalším príkladom sú technické nástroje vhodné pre pivotové širokozáberové zavlažovače pod názvom Field NET Pivot Control. Tento systém je možné nasadiť do podmienok aj starších pivotových zavlažovačov (dodávateľ posúdi vhodnosť do konkrétnej prevádzky) a umožňuje ich úplné diaľkové ovládanie ako aj súčasné monitorovanie a riadenie iného vybavenia, ako sú čerpadlá, vstrekovače, snímače tlaku, prietokomery a snímače zrážok. Ide o väčšie množstvo poľnohospodárov, ktoré majú k dispozícii rôzne rozhrania pre ovládanie závlahovej techniky a to v závislosti od výrobcu a roku výroby. Poľnohospodári navyše potrebujú najnovšiu kontrolnú technológiu, aby mohli lepšie riadiť svoju prácu, spotrebu a dodávku vody a zásoby chemikáliami. Tento systém poskytuje jednoduchhé rtiadenie v teréne, zavlažovanie s premenlivou rýchlosťou s hodnotou až 360 sektorov (s hodnotou od 1° na jeden sektor) a úplnú kontrolu a monitorovanie za zlomok ceny aktualizácie riadiacej jednotky.

Dosiahnutie úspor môže byť realizovaná aj zmena pohonnej jednotky agregátu z naftového motora na propánový. Je to novinka, ktorá sa zatiaľ testuje a realizuje v zahraničí. Rada pre vzdelávanie a výskum v oblasti propánu zverejnila údaje zo svojho stimulačného programu na propánové farmy z roku 2015, ktorý ukazuje, že výrobcovia, ktorí zavlažovali motormi na propánový pohon, ušetrili 58 % v porovnaní s predtým vlastnenými naftovými motormi. Program stimulácie farmy na propánové farmy testuje výkonnosť nového propánového vybavenia vrátane zavlažovacích motorov, sušičiek obilia, systémov regulácie plameňov buriny, špičkových generátorových sústav a poľnohospodárskych vykurovacích systémov. V týchto prvotných štúdiách sa účastníkom programu ponúka finančná motivácia na nákup nového propánového vybavenia výmenou za údaje o výkonnosti v reálnom svete. Z výsledkov prieskumov vyplýva, že nové poľnohospodárske zariadenie na propánový pohon je efektívnejšie a spoľahlivejšie ako kedykoľvek predtým. Skúsenosti výrobcov a hodnotenia zariadení potvrdzujú vysokú kvalitu výkonu a značné úspory, ktoré majú poľnohospodári pri prevádzke nových zariadení na propánový pohon.

Obr. 3

Obr. 3: Moderná pohonná jednotka - agregát

Poslednou uvedenou novinkou v danom článku je pôdny senzor druhej generácie. V prvotnej fáze išlo o senzor pre monitorovanie vlhkosti pôdy, ktorého výhodou bolo dosiahnuté zníženie spotreby vody až o tretinu a to vďaka zavlažovaniu prostredníctvom softvéru pripojeného k nemu. Senzory vlhkosti umiestnené v teréne sú pripojené prostredníctvom mobilnej alebo internetovej  aplikácie. V prípade poklesu vlhkosti pod stanovenú hodnotu sa nasadí závlaha v požadovanej dávke. Po upgrade snímača, sa časová náročnosť jeho inštalácie znížila na pätinu (4 minúty).

Cieľom nasadenia senzorov je takýmto spôsobom dosiahnuť pre zvlažovania plno automatizovaný proces.

Obr. 4

Obr. 4: Senzor monitorovania vlastností pôdy pre zavlažovanie

Záver

Záverom celosvetového trendu je jednoznačne hľadanie takých východísk, ktoré zabezpečia úsporu vody z hľadiska technickej stránky zariadení, a ma druhej strane hľadať ďalšie zdroje vody, ktoré by mohli byť adekvátne využívané pre proces zavlažovania. Zavlažovanie poľnohospodárskych, špeciálnych alebo iných plodín a rastlín sa nesmie stať odhadovým parametrom, ale poľnohospodári na základe monitorovania vstupných aspektov, vzhľadom na celosvetový trend dosiahnutia úspory vody, musia zabezpečovať riadené a operatívne dosiahnutie tohto procesu. Kvalita práce závlahovej techniky nepredstavuje zanedbateľný parameter, ako to dokazujú aj výskumné činnosti v oblasti zavlažovania.

Spracované z dostupných zdrojov:

https://www.icid.org/vision_2030.html  

https://www.farmprogress.com/variable-rate/5-new-irrigation-technologies-aim-precision/gallery?slide=1

https://innovationorigins.com/underground-irrigation-system-reduces-water-consumption-by-a-quarter/

https://www.quark.sk/neprijemne-mikropolutanty/

https://www.irrigationparts.eu/en/product/12035-031_nelson-3nv-31-nozzle-dark-brown

https://www.agdaily.com/technology/cropx-acquires-cropmetrics-soil-irrigation-technologies/