Numer 02/2004
Od wielu lat obserwuje się zmiany klimatyczne — występują krócej lub dłużej trwające okresy suszy bądź bardzo obfitych i intensywnych opadów deszczu. W 2003 r. mieliśmy do czynienia z dużym niedoborem opadów w przeważającej części kraju, a w niektórych rejonach susza była tak dotkliwa, że uniemożliwiła uzyskanie jakiegokolwiek plonu.
Zapotrzebowanie na wodę
Uprawa warzyw bez możliwości nawadniania jest bardzo ryzykowna i nie gwarantuje odpowiedniej ich jakości, a więc i dochodów zapewniających rentowność produkcji. Wprowadzenie nawodnień do szerokiej praktyki jest w wielu przypadkach ograniczone brakiem odpowiednio wydajnego źródła wody o dobrej jakości. W naszych warunkach klimatycznych przeciętne niedobory wodne wynoszą 100–150 mm*, co oznacza, że w okresie wegetacji na 1 hektar upraw warzywnych trzeba wprowadzić w nawadnianiu od 1000 m3 do 1500 m3 wody. Taka jej ilość dostarczana jest w kilku dawkach, których wielkość uzależniona jest od rodzaju gleby i głębokości korzenienia się roślin. Na glebach lekkich, których pojemność wodna jest mała, dawki wody powinny być mniejsze niż na glebach ciężkich, o dużej pojemności wodnej. Głębokość korzenienia się roślin jest jednym z najważniejszych czynników branych pod uwagę przy określaniu wielkości jednorazowej dawki nawodnieniowej. Częste i małe dawki wody potrzebne są we wczesnym stadium wzrostu roślin. W pełni sezonu wegetacyjnego jednorazowe dawki wody dla poszczególnych gatunków warzyw, w zależności od głębokości korzenienia się roślin, wynoszą 10–40 mm opadu, to jest 100–400 m3 na hektar (tab. 1).
TAB. 1. WIELKOŚĆ JEDNORAZOWYCH DAWEK WODY (MM)
Deszczowanie
W przypadku deszczowni (fot. 1) należy ustalić jednostkowe zapotrzebowanie na wodę niezbędną do nawodnienia danej powierzchni, w określonym czasie. Potrzebną ilość wody (Q) w metrach sześciennych na godzinę obliczamy wg następującego wzoru:
Q = (10 x D x P) : (T d x T h)
gdzie:
D — dawka wody na hektar (w milimetrach)
P — nawadniana powierzchnia (w hektarach)
T d — czas pracy deszczowni w ciągu tygodnia (w dniach)
T h — czas pracy deszczowni w ciągu dnia (w godzinach)
Jeżeli zamierzamy podać na przykład 25 mm wody na powierzchnię 2 ha i zakładamy, że deszczownia pracować będzie 5 dni w tygodniu po 10 godzin dziennie, to ilość wody potrzebna do nawadniania będzie wynosiła:
Q = (10 x 25 x 2) : (5 x 10) = 10 m3/godz.
Taką ilość wody możemy podać, jeżeli w gospodarstwie znajduje się źródło wody o odpowiedniej wydajności. Pompa podająca wodę, w zależności od rodzaju urządzeń deszczujących oraz zraszaczy, powinna pracować pod ciśnieniem od 0,2 do 0,5 MPa.
W przypadku deszczowania upraw powinno się zwrócić większą uwagę na ochronę przed chorobami. W celu zmniejszenia ryzyka ich wystąpienia deszczowanie powinno się rozpoczynać we wczesnych godzinach porannych i kończyć na tyle wcześnie, aby rośliny zdążyły przed nocą obeschnąć.
FOT. 1. PLANTACJA NAWADNIANA ZA POMOCĄ PRZESTAWNEJ DESZCZOWNI RUROWEJ ZE ZRASZACZAMI
Linie kroplujące
Nieco inaczej postępujemy w przypadku nawodnień kroplowych (fot. 2), z uwagi na mniejsze dawki wody potrzebne przy użyciu tych systemów, jak również z uwagi na większą częstotliwość nawadniania. Zapotrzebowanie na wodę określamy na podstawie wydatku emiterów (podawanego najczęściej w l/mb/godz.) i długości linii kroplującej, potrzebnej do nawodnienia określonej powierzchni.
FOT. 2. KROPLOWE NAWADNIANIE KAPUSTY
W uprawie warzyw polowych do nawadniania kroplowego wykorzystuje się najczęściej emitery liniowe, na przykład T-tape, które układa się na powierzchni ziemi, bądź płytko pod jej powierzchnią, między rzędami roślin lub — jeżeli rozstawa rzędów jest duża — przy każdym rzędzie roślin.
Aby określić ilość wody potrzebnej do nawadniania, należy obliczyć długość przewodu nawadniającego — dzieląc powierzchnię pola (wyrażoną w metrach kwadratowych) przeznaczonego do nawadniania przez szerokość międzyrzędzi, a następnie uzyskaną wartość pomnożyć przez wydatek emitera liniowego. Zatem, jeżeli zamierzamy nawadniać hektar ogórków uprawianych w rozstawie rzędów wynoszącej metr za pomocą emitera liniowego o wydatku 2,5 l/mb/godz., to zapotrzebowanie na wodę będzie następujące:
(10 000 : 1) x 2,5 = 25 000 l/godz. = 25 m3/godz.
Ponieważ dawki wody w nawodnieniach kroplowych są małe, a częstotliwość ich podawania większa, dlatego w celu obniżenia jednostkowego zapotrzebowania na wodę pole należy podzielić na sekcje. Można założyć, że w okresie bezdeszczowej pogody i intensywnego wzrostu roślin nawadnia się co 2–3 dni, dawkami wody 5–10 mm (5–10 m3/ha). Biorąc pod uwagę wcześniej założony wydatek emitera (2,5 l/mb/ha), takiej ilości wody możemy dostarczyć w ciągu 2,5–5 godzin. Jeżeli czas pracy deszczowni kroplowej wynosił będzie 10 godzin dziennie, wówczas — aby nawodnić zakładaną powierzchnię uprawy ogórków w ciągu jednego dnia — dzielimy ją na 2 do 4 sekcji obniżając zapotrzebowanie jednostkowe o połowę lub nawet do około 6 m3 wody na godzinę. Jeżeli źródło wody ma bardzo małą wydajność, pole można podzielić na więcej sekcji lub zakładaną dawkę wody podać w ciągu 2 dni. Przy nawodnieniach kroplowych ciśnienie wody jest znacznie niższe, w zależności od rodzaju emiterów wynosi ono od 0,05 do 0,1 MPa.
Określanie terminu nawadniania
Istotne znaczenie ma również określenie terminu nawadniania. Wydaje się, że niedobór wody w roślinie byłby najlepszym kryterium do jego określenia. Zanim jednak pojawią się widoczne symptomy niedoboru wody — takie, jak więdnięcie czy zmiana koloru liści — już przy znacznie mniejszym stresie wodnym następuje spowolnienie przebiegu procesów fizjologicznych w roślinie, co w konsekwencji prowadzi do obniżenia plonu i jego jakości. W praktyce terminy nawodnień ustalane są więc na podstawie pomiarów wilgotności lub potencjału wodnego gleby, bądź też pomiarów poten-cjalnej ewapotranspiracji, która zależy od przebiegu warunków pogodowych w czasie wegetacji. Do pomiaru potencjału wodnego gleby używane są tensjometry lub irrometry (fot. 3), których zaletą jest szybkość reakcji urządzenia na zmiany potencjału, a wadą — zakres pomiaru ograniczony do około 100 kPa. Wskazywane przez tensjometry wartości, przy których powinno się rozpocząć nawadnianie, nie są jednakowe dla wszystkich gleb. Ogólnie na glebach lżejszych nawadnianie rozpoczyna się przy wskazaniach 40–50 kPa, a na cięższych 50–60 kPa. Przy dużych spadkach wilgotności tensjometry mogą się zapowietrzyć, dlatego nie należy dopuszczać do zbyt dużych wahań wilgotności gleby, a w przypadku zapowietrzenia miernika — odpowietrzyć go uzupełniając sączek wodą. Do określania wilgotności gleby mogą być wykorzystywane sensory "Watermark", których zakres pomiarowy jest znacznie większy (200–300 kPa), choć są nieco mniej dokładne niż tensjometry. Zarówno sączki tensjometrów, jak i sensory "Watermark" powinny być umieszczane w strefie głównej masy korzeniowej roślin.
FOT. 3. IRROMETR, SŁUŻĄCY DO OKREŚLANIA TERMINU NAWODNIEŃ
W określaniu terminów nawodnień trzeba brać pod uwagę fazy zwiększonej wrażliwości warzyw na niedobór wody, tak zwane okresy krytyczne (tab. 2), w których niedobór wody może mieć największy wpływ na wysokość i jakość plonu. Dla warzyw uprawianych z siewu niezbędna jest optymalna wilgotność gleby w czasie kiełkowania i wschodów, dlatego w przypadku suszy pole powinno się nawodnić na około 2–3 dni przed siewem. Warzywa uprawiane z rozsady powinny być natomiast nawadniane bezpośrednio po wysadzeniu w pole, co ułatwia przyjęcie się roślin i zapobiega ich zamieraniu. Nawadnianie w krytycznej fazie rozwoju, takiej jak na przykład kwitnienie, zawiązywanie owoców czy przyrost głównej masy korzeni lub główek, prowadzi nie tylko do zwiększenia plonu, ale przyczynia się do zmniejszenia zużycia wody, gdyż efekty nawadniania w fazie krytycznej są zbliżone do tych, jakie uzyskać można utrzymując wysoką wilgotność gleby przez cały okres wegetacji.
TABELA 2. OKRESY SZCZEGÓLNEJ WRAŻLIWOŚCI NA BRAK WODY
* 1 mm opadu = 1 litr/m2
Prof. dr hab. S. Kaniszewski jest dyrektorem Instytutu Warzywnictwa w Skierniewicach