Zarządzanie wodą

Wybór systemu nawadniania i czasu jego uruchomienia

Obecnie w rolnictwie stosuje się trzy podstawowe typy systemów nawodnieniowych:

  1. nawadnianie powierzchniowe (zalewowe lub podsiąkowe),
  2. deszczownie, armatki wodne, mikro-zraszacze.
  3. nawadnianie kropelkowe liniami kroplującymi lub bezpośrednio pod roślinę.

Istnieją również podpowierzchniowe systemy kropelkowe, rzadko jeszcze wykorzystywane w Polsce. Wybór systemu nawodnieniowego zależy przede wszystkim od rośliny uprawnej. Uprawy rzędowe, jak krzewy jagodowe i drzewa owocowe, najczęściej nawadnia się przy pomocy linii kroplujących lub bezpośrednio kroplownikami pod roślinę. Uprawy takie jak np. ziemniaki często nawadnia się deszczowniami i armatkami wodnymi, stacjonarnymi lub mobilnymi. Uprawy łanowe jak zboża, nawadnia się przez regulację dostępności wody kapilarnej i powierzchniowej tj. przez nawodnienia powierzchniowe, najczęściej połączone z właściwie przeprowadzoną regulacją melioracji wodnych. Każdy z wymienionych rodzajów nawodnień niesie ze sobą inne koszty inwestycyjne i operacyjne oraz charakteryzuje się różnymi stratami wody. Na przykład straty w systemach deszczujących i zraszających mogą dochodzić nawet do 50% i więcej:

Źródło strat wodyZakres stratTypowa wartość strat
Otwarte kanały0-30%10%
Cieknące rury0-10%<1%
Parowanie do powietrza0-10%<3%
Wydmuchiwanie przez wiatr0-20%<5%
Nawadnianie obszarów pobocznych0-5%<2%
Odpływ powierzchniowy0-10%<2%
Nierówna aplikacja5-30%15%
Nadmierne nawodnienie0-50%10%

Z badań wynika, że najmniejszymi stratami charakteryzują się systemy kropelkowe: linie kroplujące i kroplowniki pod roślinę.

Decyzja o nawodnieniu sprowadza się w zasadzie do dwóch prostych pytań – kiedy nawadniać i ile nawadniać? Gospodarstwa, które nie są wyposażone w czujniki wilgotności gleby umieszczone w strefie korzeniowej roślin są zdane na szacunkowe, bądź obliczeniowe, określenie dawki i czasu nawodnienia. Wilgotność gleby jednoznacznie wskazuje na zawartość wody w strefie korzeniowej. Znając klasyfikację danej gleby (piasek, glina, less, ił) można ocenić ile w danej chwili wody jest dostępnej dla roślin. W praktyce nawodnieniowej należy tak sterować nawodnieniem, aby ilość wody przekraczała wilgotność charakterystyczną dla 35% efektywnej pojemności wodnej (polowej pojemności wodnej), czyli np. aby dla piasku luźnego wilgotność była co najmniej między 7% a 5%. Metoda szacunkowa obarczona jest dużym błędem i nigdy nie wiadomo ile wody jest rzeczywiście dostępnej dla roślin. Pierwsza z metod szacunkowych – metoda organoleptyczna, polega na ludzkich zmysłach, gdzie wybór momentu nawodnienia opiera się na ocenie wilgotności gleby określanej przy pomocy dotyku, bądź w oparciu o wzrokową ocenę kondycji rośliny uprawnej – obie metody są niedoskonałe. Metoda oceny dotykowej wilgotności gleby pozwala jedynie ocenić uwilgotnienie powierzchniowej warstwy gleby, co jest niereprezentatywne dla całego jej profilu. Nawet znaczny opad – rzędu 20 mm – po suszy, jest w stanie zwilżyć tylko wierzchnią warstwę gleby, gdy pod spodem gleba jest nadal sucha. Ocena wzrokowa pogarszającej się kondycji roślin jest wtedy dalece spóźniona, ponieważ w tym czasie uprawa już uległa stresowi wodnemu i to już wpłynęło na rozwój i plon. W oparciu o metody organoleptyczne nie można określić ile wody należy dostarczyć roślinom. Najczęstszą praktyką jest podlewanie do mementu, aż woda przestanie wsiąkać, tj. do osiągnięcia pełnej pojemności wodnej gleby. Jest to praktyka szkodliwa, bo znaczna część tej wody odpłynie w głąb gleby, zabierając ze sobą łatwo rozpuszczalne składniki, zanieczyszczając wody gruntowe i powierzchniowe. Następną metodą szacunkową jest określenia potrzeb nawodnieniowych na podstawie ewapotranspiracji tj. parowania z powierzchni roślin (oddychanie) i powierzchni gleby. Metoda opiera się na liczeniu parowania na podstawie pomiarów meteorologicznych: temperatury, usłonecznienia, prędkości wiatru, wilgotności powietrza i ciśnienia atmosferycznego raz fazy rozwojowej rośliny. Metodą tą można względnie trafnie określić dzienne zużycie wody przez rośliny, a więc i teoretyczną dawkę nawodnieniową, ale bez uwzględnienia strat wody poprzez wsiąkanie w głąb gleby i przepływ poziomy pod jej powierzchnią, a także spływu po jej powierzchni. Nie uwzględnia także bieżącego stanu uwodnienia gleby w odniesieniu do polowej pojemności wodnej gleby i preferencji rośliny. Nie wiadomo więc, czy roślina pomimo nawodnienia nie podlega nadal stresowi wodnemu. Optymalnym rozwiązaniem jest korzystanie z systemów opartych zarówno na rzeczywistych danych o wilgotności gleby jak i rzeczywistych danych pogodowych – w odniesieniu do aktualnych potrzeb roślin.