Орошение овощных культур имеет долгую историю, обусловленную тем фактом, что вода является ограниченным ресурсом. Акцент на достаточном количестве воды для успешного роста растений продолжает возрастать.
По данным Fairfax, штат Вирджиния. Ирригационная ассоциация, ирригация началась в 6000 г. до н.э. Оно началось примерно в то же время в Египте и Месопотамии (современные Ирак и Иран) с использованием воды разливов рек Нил или Тигр/Ефрат. Паводковые воды, произошедшие с июля по декабрь, отводились на поля на 40–60 дней. Затем воду сливали обратно в реку в нужный момент вегетационного цикла.
В 1800 году нашей эры площадь орошаемых земель во всем мире достигла почти 20 миллионов акров. Для сравнения, сегодня это примерно 600 миллионов акров.
Потенциал портативного дождевального орошения в растениеводстве был признан после Второй мировой войны. Катализатором стала растущая доступность алюминия. Легкий металл стал заменять тяжелые стальные трубы и фитинги из чугуна или стали.
Значение алюминия очевидно в статистике за этот период. Данные правительства США показывают, что в 1.25 году в Соединенных Штатах было установлено 1946 миллиона фунтов труб. К 1955 году эта цифра выросла до 50 миллионов фунтов.
Различают четыре основных типа орошения: поверхностный (заливной и по бороздам); разбрызгиватель; капать; и подземные. Поверхностные методы обычно теряют большую часть воды в результате испарения, и их популярность в течение нескольких десятилетий снижается, поскольку их место занимают эффективные капельные системы.
За последние несколько десятилетий в овощном мире произошел переход на капельное орошение.
Капельное орошение (также известное как капельное орошение или микроорошение) позволяет точно контролировать внесение воды и удобрений, позволяя воде медленно капать возле корней растений через сеть клапанов, труб, трубок и эмиттеров. Пласткультура – это комбинированное использование капельного орошения, полиэтиленовой мульчи и приподнятых грядок. По мнению экспертов отрасли, наибольшей продуктивности и скороспелости в овощеводстве можно добиться при сочетании пластического выращивания с использованием рассады.
«Большинство овощеводов, с которыми я имею дело, имеют ту или иную форму орошения», — сказал Рон Голди, старший преподаватель дополнительного образования в Мичиганском государственном университете.
Голди инициировал и управляет Ирригационная сеть Юго-Западного Мичигана, платная программа мониторинга влажности почвы, которая предоставляет производителям еженедельные показания и советы по орошению.
«В зависимости от урожая, большинство из них пропало», — сказал Голди. «Некоторые культуры не поддаются капельному орошению, например кукуруза, морковь, сельдерей, лук, фасоль, картофель, соленые огурцы, горох и другие, которые сажают с высокой плотностью посадки».
По словам Голди, другие преимущества капельных систем включают в себя:
- Капельные ирригаторы также используют капельные линии для внесения удобрений.
- Лента, компенсирующая давление, позволила использовать капельницу на холмистых участках.
- Капельное гораздо лучше, когда дело касается безопасности пищевых продуктов
- Капельное использование обеспечивает более эффективное использование воды и питательных веществ.
- Капельное введение позволяет работать при более низком давлении и объеме и, следовательно, лучше подходит для скважин с низким дебитом.
- Капельное капельное минимизирует воздействие болезней, не смачивая листья и плоды.
- Производители могут осуществлять капельный полив и при этом продолжать заниматься другими полевыми работами.
- Дрип проще автоматизировать
«Ирригация — один из лучших способов снизить риск для выращивания ценных культур, даже в таком многоводном штате, как Мичиган», — сказал Голди. «Я бы посоветовал каждому производителю ценных овощей использовать какой-либо способ орошения, желательно капельный».
Обзор методов орошения в Калифорнии, проведенный Американское общество гражданских инженеров собрали информацию о методах, используемых производителями для орошения своих посевов в 2010 году. Результаты были сопоставлены с предыдущими исследованиями для оценки тенденций.
Согласно полученным данным, с 1972 по 2010 год посевная площадь садов увеличилась с 15 до 30 процентов, а виноградников - с 6 до 15 процентов. Площадь посевов овощей осталась относительно неизменной, тогда как площадь посевов полевых культур сократилась с 67 до 41 процента орошаемой площади. Площадь земель, орошаемых малообъемным (капельным и микродождевальным) орошением, увеличилась примерно на 38 процентов, тогда как количество земель, орошаемых поверхностным способом, уменьшилось примерно на 37 процентов.
По Министерство сельского хозяйства СШАНесмотря на надежды на проливной дождь из-за Эль-Ниньо, калифорнийские фермеры в 2016 году столкнутся с еще одной засухой. свежие продукты. Грунтовые воды помогли компенсировать недостаток осадков в Калифорнии, но избыток грунтовых вод не может продолжаться бесконечно.
Калифорнийские фермеры отреагировали на засуху, засеяв землю под пар; переход на культуры, которые дают более высокую ценность на единицу воды; и переход на ирригационные технологии. Почти все пахотные земли Калифорнии орошаются, поэтому постоянное повышение эффективности орошения является ключом к преодолению засухи.
Эффективность производства
Дэвид Золдоске, директор Центр ирригационных технологий (CIT) из Калифорнийского государственного университета во Фресно уже 35 лет работает с фермерами по вопросам ирригации.
CIT был создан в 1980 году после одной из самых сильных засух в истории Калифорнии (до нынешней) в 1976-77 годах.
Золдоске сказал, что законодательный орган штата полон решимости сделать больше для совершенствования методов орошения в Калифорнии, как раз в тот момент, когда использование капельного орошения вступает в свои права. Центр развивал свою испытательную лабораторию параллельно с разработкой ирригационной продукции.
«За последние 35 лет мы как бы лидировали в тестировании ирригационного оборудования», - сказал он.
«Мы работаем с капельными капельницами, капельными лентами для выращивания овощей, а также проводим много полевых исследований и тренингов, чтобы использовать полученные знания и делиться ими с производителями», — сказал он. «Мы дошли до того, что теперь фактически продвигаем инновации с помощью ирригационных компаний и продуктов».
Золдоске вспоминает дни, когда еще не было капельной технологии, когда «все орошалось разбрызгивателями. Овощи долгое время выращивали с помощью опрыскивателей. Точное земледелие все изменило».
Он сказал, что первоначальные задачи при использовании капельного метода включают выяснение глубины его эффективности и того, как долго система будет работать. Также пришлось столкнуться с работой с размером отверстий в излучателях и предотвращением повреждения капельной ленты инсектицидами.
«Эта технология позволила нам значительно улучшить наше производство и эффективность за счет использования капельной ленты при производстве овощей», — сказал Золдоске.
Он заметил нежелание со стороны производителей, которым было удобно использовать спринклерное орошение, прежде чем они поняли, как обходиться с пластиком для нужд посадки и сбора урожая.
«Благодаря капельному способу мы действительно можем управлять подачей воды и удобрений в целом», — сказал он. «Существует хорошее понимание управления глубиной, использования более качественных пластиков и эмиттеров для получения правильной скорости потока и расстояния для достижения улучшенной фильтрации».
Он сказал, что использование дронов для дистанционного зондирования дает лучшее представление об эффективности орошения в полевых условиях.
«Мы можем выявить места протечек, растения, находящиеся в состоянии стресса, и заранее определить, где у нас могут возникнуть проблемы с орошением, плодородием, почвой и вредителями. Это может помочь исправить проблемы во время вегетационного периода и заранее предоставить вам эту информацию».
Еще несколько лет назад Золдоске участвовал в работе по использованию датчиков для мониторинга вегетативного индекса больших полей дынь.
«Через неделю или 10 дней вы сможете осмотреть различные участки поля с некоторой наземной проверкой, выйти и оценить урожайность и размер продукта. Это помогло специалистам по маркетингу заранее продать поле еще до того, как оно будет собрано. Часть этой информации, которую можно предоставить, мы знали еще 15–20 лет назад».
Использование новых технологий «представило собой процесс эволюции», сказал он. «То, что это делает один человек, не означает, что это широко адаптировано. Мы начинаем видеть, как производители впрыскивают воздух в капельные линии, и это помогает аэрации воды в корневой зоне, что приводит к увеличению урожая. За последние пять лет мы наблюдаем рост продаж товарных дынь на 15 процентов».
Золдоске сказал, что производители все чаще применяют методы нулевой или минимальной обработки почвы, «поэтому почва не обрабатывается так сильно. Это будет иметь преимущества как с точки зрения затрат, так и с точки зрения здоровья почвы. Люди уделяют больше внимания тому, чтобы почва была максимально здоровой. Некоторые выращивают овощи с большим содержанием соли, в результате чего часть земли отходит от чувствительных к почве культур».
Он сказал, что нехватка рабочей силы по-прежнему остается проблемой, особенно в связи с необходимостью более квалифицированной рабочей силы для понимания и использования новейших технологических инструментов.
«Для капельного орошения вам потребуется меньше, но более квалифицированной рабочей силы, чем для разбрызгивателей», — сказал он. «Раньше вы вручную перемещали разбрызгиватели. Теперь есть больше информации. Вся беспроводная связь была большим плюсом. Он дает вам информацию о давлении и расходе орошения, состоянии влажности почвы, а также показаниях ветра и воды.
«Сегодня производители имеют гораздо больше данных для принятия решений. В будущем мы увидим гораздо больше данных, собираемых на местах на регулярной основе, через iPhone или что-то еще».
Практический подход Дрип
Джон Най, президент и соучредитель церкви Сент-Джозеф, штат Мичиган. Трикл-эз, занимается ирригационным бизнесом более 40 лет. Он работал с фермером Джимом Демски, одним из первых производителей на юго-западе Мичигана, применившим капельный метод.
«Они долгое время выращивали помидоры, поливая их сверху дождеванием», — сказал Най. «Что произойдет, так это то, что на них останется определенное количество шрамов. Помидоры он выращивал давно – лет 15 и больше. Он просто превращал доллары, не зарабатывая никаких денег. Его воодушевляли перспективы использования приподнятых грядок, пленки, капельного пластика, подачи воды и питательных веществ в эту систему. Это был большой шаг – сделать все это одновременно. На самом деле это был лучший способ сделать это.
«Я работал в нескольких сферах. Его производство располагалось на ровной местности, и он собирал на акр около 700 коробок помидоров № 1. Когда он перешел на приподнятые грядки с использованием пленки, урожайность достигла 1,500 бушелей с акра. Он увеличил урожайность более чем вдвое, и качество значительно возросло. Он не мог выполнять приказы. Другие производители в этом районе увидели это и захотели использовать.
«(Капельное управление) практично для перца, баклажанов и различных других овощных культур», — сказал он. «Теперь все, кто занимается овощной промышленностью, за исключением выращивания навозных почв, используют эту технологию. Учитывая урожайность томатов более 2,000 ящиков с акра, это довольно захватывающая история».
По словам Ная, использованию капельного кормления способствовало улучшение качества трубок и знание большего количества питательных веществ.
«Это была своего рода эволюция, и весьма захватывающая. Все в отрасли пошли к этому и никогда не вернулись, как только увидели, насколько это может быть хорошо».
Най сказал, что на раннем этапе у производителей было некоторое сопротивление капельной установке.
«Казалось, что это большие расходы – много чего нужно изменить. Те, кто попробовал, были вознаграждены, и вся индустрия пошла на этот шаг. Это довольно затратное вложение средств. Производство и качество стали намного выше, а в конечном итоге затраты на единицу продукции снизились».
Он сказал, что усовершенствования в трубках сделали их «настолько надежными, что они вряд ли засорятся». Это работает так, как мы хотим. Это почти наверняка, если производители установят правильную фильтрацию и будут следовать тому, что мы умеем делать. Он был изменен и улучшен. Теперь система настолько надежна и настолько широко используется, что новый производитель может сразу приступить к работе, легко понять, разработать (систему) и использовать ее для себя. Это была настоящая эволюция».
Благодаря новым системам фермеры включают и выключают насосы с помощью мобильных телефонов и могут контролировать поток и впрыск удобрений.
«Сегодняшние технологии позволяют отслеживать надвигающийся ливень, а телефон можно использовать для отключения системы – и вы можете сделать это издалека», – сказал Най.
Най сказал, что следующим значительным событием станет широкое распространение практики переработки, позволяющей «повторно использовать материалы, которые мы извлекаем, и перерабатывать их».
История достижений
Фил ДеМарко из Хаммонтона, штат Нью-Джерси, бывший член правления Ассоциации ирригации, который семь десятилетий занимался ирригационными работами, родился и вырос на ферме на юге Нью-Джерси. Он наблюдал раннее использование портативных алюминиевых ирригационных систем с ручным приводом на овощной ферме его отца, которое началось в 1940-х годах.
«Обычно это были самодельные установки», — сказал ДеМарко. «Насосы заводского изготовления появились в этом районе во время Второй мировой войны. Системы типа водяной лебедки впервые были использованы примерно в конце 1970-х годов. Когда я продавал ирригационное оборудование в 1975 году, существовало несколько портативных устройств, но в основном мы производили собственные высококачественные дизельные насосы и продавали их с подземным ПВХ. На овощном участке в Вайнленде, штат Нью-Джерси, до сих пор используется алюминий, перевезенный вручную. Это единственная территория, где до сих пор можно увидеть небольшие фермы площадью от 8 до 10 акров.
«Капля заполонила овощную зону», — сказал он. «Это экономит трудозатраты, экономично, не приводит к перерасходу воды, и вы используете воду только в отведенном для этого месте. Вы также кладете его снизу вместе с растением под пластик. Они выращивают помидоры, зелень и все такое. Сахарную кукурузу даже используют капельно, но это быстрорастущая культура».
«Заметна экономия за счет внедрения капельного орошения, и вы не занимаетесь машинами и трубами. Он ничего не делает, кроме запуска насоса или открытия клапана. Это имело большое значение. Как только (производители) видели что-то новое на улице, они набрасывались на это».
Он сказал, что на юге Нью-Джерси нет такой проблемы с доступностью воды, как в других районах страны.
- Гэри Пуллано, помощник редактора