Ebben az évben az agrárterületek alacsony vízellátásáról, a tartós melegről vagy csak általában a klímaváltozásról szóló cikkeket előszeretettel jelentették meg „Aszály az országban” cím alatt.
Ezzel párhuzamosan az öntözés szükségességét is egyre gyakrabban emlegették. Mindenki egyetért abban, hogy a mezőgazdasági termelést az öntözés teheti a jövőben biztosabbá.
Nagyon sok klímamodell arra utal, hogy nő majd a forró és aszályos időszakok száma. A legújabb kutatások szerint ezekkel a hőhullámokkal párhuzamosan egyre inkább kifizetődő az öntözés alkalmazása. Feltehető tehát, hogy hosszú távon olyan növényeknél és területeken is szóba jöhet majd az öntözés, amelyeknél korábban gazdaságtalannak tűnt.
A tervezési biztonság csökkenőben
A gazdák, a hatóságok és a mezőgazdasági szervezetek ezzel párhuzamosan egyre kevésbé foglalkoznak a tervezési biztonsággal. Minden érdekeltnek információkra van szüksége a jövőbeli terület- és növényspecifikus öntözésről annak érdekében, hogy a jövőbeli öntözési infrastruktúra megvalósítása tervezhető és elindítható legyen. Ehhez segítséget nyújthatnak azok a regionális klíma-előrejelzések és kis méretű öntözési tervek.
Kulcskérdés: a víz hatékony használata
Sok olyan gazda van, akinek szembesülnie kellett a vízhiánnyal. A víz iránti igénnyel párhuzamosan az öntözés egyre lényegesebb lesz ahhoz, hogy ne legyen termésmennyiség- és minőségcsökkenés. Fejlesztések, innovációk születtek már e témában. Az nem kérdés, hogy a vízfogyasztást folyamatosan csökkenteni kell.
Ha a meglevő öntözési rendszer nem elég hatékony, optimalizációra, területi öntözési tervekre van szükség. Ráadásul a fejlesztések technikai és funkcionális módosításával a hatékonyság tovább javítható.
Egyszerűbb öntözési tervek
Az alkalmazkodó öntözési tervezések alapját a talaj nedvességtartalma képezi. A dielektromos mérések az 1980-as években fejlődtek ki, és ezeken alapul a pontos és egyszerű szenzoros talajnedvesség-mérés. Jelenleg a piacon igen sokféle olcsó szenzor kapható.
Elérhető néhány professzionális mátrix szenzor is, melyek kiegészítik a feszültségmérőket, és amelyek azt a szívóerőt mérik, amelyet a gyökérrendszernek ki kell fejtenie ahhoz, hogy felvegye a vizet a talajból. A jól mérő mátrix szenzorok azonban (elsősorban működési alapelvük miatt) még mindig elég drágák.
Mivel a mátrix szenzorok nagyon pontosan meg tudják adni az öntözés optimális kezdési idejét, nagyon jó volna, ha a jól mérő szenzorok olcsón beszerezhetők lennének.
A talajnedvesség mérésének másik alternatívája a klímaegyensúly vizsgálata: az öntözés idejét és mértékét az időjárási adatokból (csapadék, hőmérséklet, légnedvesség, szélsebesség, kisugárzás) számítják ki. Ehhez az szükséges, hogy legyen a közelben olyan időjárásmérő állomás, mely a kívánt adatokat felveszi.
Már vannak szolgáltatók, melyek hozzáférést biztosítanak a megfelelő mérési hálózathoz és adatokhoz, így alapot nyújtanak a lokális szintű tervezéshez. A digitalizáció növekvő mértéke, illetve a szenzorok közötti hálózatkiépítés révén új opciók is lehetségessé váltak.
Egyedi érzékelők (pl. esőszenzorok) beépíthetők mondjuk az Internet of Things (IoT) vagy hozzá hasonló rendszerekbe, így optimalizálva a vízegyensúlyt. A mérési hálózat sűrűbbé vált, mióta a privát mérőállomások az időjárási adatbázisok révén publikussá tették adataikat.
A fejlesztések mind azt szolgálják, hogy orvosolják a jelen és a jövő problémáit: a vízveszteséget és a vízhiányt
Távérzékelés és öntözéstervezés
Az adatokat meg kell szerezni, fel kell dolgozni, majd az öntözés idejét és adagját tartalmazó öntözési tervet kell elkészíteni. A digitalizáció lehetővé tette nagy mennyiségű adat egyidejű megszerzését és a tervezés szempontjából relevánsak gyors feldolgozását.
Az aktuális talajnedvesség, a talaj főbb jellemzői (pl. szántóföldi vízkapacitás), a termesztett növény, illetve az időjárási előrejelzés alapján a modern rendszerek már képesek optimális öntözési tervek egyszerű és gyors létrehozására, melyek aztán mobileszközökön jelennek meg, és ezek végzik a tervek felügyeletét és rögzítését is. A trend az egyre kisebb tervezési terület és az ennek alapján megvalósuló precíziós öntözés.
Ehhez azonban nagyon nagy felbontású térbeli adatsor és a növények igényeit szinte percnyi pontossággal követő adatok szükségesek. A talajnedvesség-szenzorok és vízegyensúlymérés alkalmazásának gátat szab, ha a talajok nagyon heterogének, mozaikosak.
Viszont miközben megtudjuk, hol és mikor szükséges az öntözés, igen nagy felbontású térképekhez jutunk. A kulcsot hosszú távon a műholdképek jelentik majd. Mivel ezek felbontása sok esetben még mindig túl gyenge, a megfelelő képinformációk megszerzéséhez napjainkban főleg drónokat használnak.
Az öntözéstechnológia optimalizálása
Kis vízmennyiséghez nagyon fontos a kisméretű öntözés lehetőségének kidolgozása. Az ehhez szükséges decentralizált vezérlés már kapható a piacon. A stabil rendszerek képesek egyszerre aktiválni szenzorokat (pl. talajnedvesség mérése) és indítószerkezeteket (pl. mágnesszelepek).
A kis alapterületű öntözés mobil rendszerrel történik, ahol az egyenként kapcsolható mágnesszelepek a szórófejekkel vagy fúvókákkal szemben elhelyezkedve aktiválják azokat.
Egyre jellemzőbb, hogy csökkentik a víznyomást, ezáltal kevesebb energia szükséges az öntözéshez. Csepegtető öntözésnél a nyomáskompenzáló csepegtetők képesek eltérő víznyomás mellett is azonos átfolyási sebesség elérésre, így térben azonos a vízkijuttatás.
A modern nyomáskompenzáló csepegtetők már 0,4 bar nyomás mellett is képesek működni. Hasonló trend figyelhető meg a mobil öntözők fúvókáinál, hiszen ma már kaphatók olyan fúvókák, melyek ugyancsak működőképesek 0,4 bar nyomáson.
A mátrix szenzorok nagyon pontosan meg tudják adni az öntözés optimális kezdési idejét, jó volna, ha ezek olcsón beszerezhetők lennének
Mobil öntözőknél fúvókák használata esetén, ha alacsony a víznyomás, a fúvókáknak közelebb kell lenniük egymáshoz. Cserébe azonban a vízhatékonyság és a kijuttatás pontossága sokkal jobb. Különösen igaz ez, ha az öntözés alacsonyabbról és kis távolságra történik; a vízcseppek nagyobbak, így a szél kevésbé fújja el őket és a párolgás is kisebb.
Az alacsony energiaigényű precíziós alkalmazás (Low energy precision application=LEPA) célja a vízhatékonyság javítása a mobil öntözőrendszereknél limitált vízfogyasztás és alacsony nyomás mellett. Az öntözés lényege ebben az esetben már nem az, hogy vízzel lássuk el a teljes növényt, csupán a talajt a növény körül.
A kivitelezés nagyon alacsonyan elhelyezett fúvókákkal történik, alacsony nyomás mellett. A vízhatékonyság nő, ugyanis a vizet nem fogják le és párologtatják el a levelek. A szél okozta elsodródás is elhanyagolható, illetve jelentősen csökken a talajfelszínről történő párolgás.
Összegezve a fentieket elmondható, hogy a fejlesztések mind azt szolgálják, hogy orvosolják a jelen és a jövő problémáit: a vízveszteséget és a vízhiányt. A fejlesztések mind azt szolgálják, hogy orvosolják a jelen és a jövő problémáit: a vízveszteséget és a vízhiányt.
SZERZŐ: DR. KLAUS SPOHRER • HOHENHEIMI EGYETEM, MEZŐGAZDASÁGI GÉPÉSZETI INTÉZET
