Критерии за избор на налягане за селскостопански помпи при напояване на зеленчукови култури в оранжерии

Защо постоянното налягане е от критично значение за здравето и добива на оранжерийните култури

Как колебанията в налягането влияят върху равномерността на разпръскване чрез емитери и доставката на вода в кореновата зона

Когато налягането се колебае извън границите ±10 %, това нарушава равномерното разпределяне на водата през малките отвори за подаване. Какво се случва по-нататък? Някои участъци получават прекалено много вода, което увеличава риска от развитието на заболявания. Други части от полето остават сухи, което предизвиква стрес у растенията и намалява значително ефективността на абсорбцията на хранителни вещества — според някои проучвания на ФАО от 2023 г. намаляването варира между 15 и 30 %. Фермерите, които инвестират в помпи, способни действително да стабилизират налягането, обикновено постигат по-добри резултати, тъй като тези устройства осигуряват постоянен воден поток. Това помага да се избегнат проблеми като натрупване на соли около корените и недостиг на кислород в почвата, които, ако не бъдат контролирани, могат сериозно да забавят растежа на културите.

Реално въздействие: Случайно проучване — 12 % прираст на добива в холандска топлина за отглеждане на домати при контрол на налягането в диапазона ±5 kPa

Изследователи от водещ нидерландски център установили, че добивът им от домати за печено се увеличил с около 12 %, когато поддържали стабилно налягане на водата в рамките на приблизително 5 kPa чрез оптимизирани характеристики на помпите. Благодарение на този вид контрол те успели да предотвратят образуването на досадните сухи петна по капковите линии, а пукането на плодовете намаляло почти с 20 %. Особено интересно е това, че постоянството на налягането всъщност подобрява крайното качество на продукта. Системата им можела автоматично да се нагажда през целия ден, докато растенията губели вода чрез транспирация, като по този начин осигурявала точно необходимото количество влага точно когато е било най-необходимо по време на ключовите фази на растеж. Това показва какви добри резултати могат да се постигнат, когато инвестираме в по-умни системи за управление на помпите за напояване в оранжерии.

Изчисляване на общия динамичен напор (TDH) за точен подбор на селскостопанска помпа

Разгледане на TDH: Статичен напор, загуби поради триене и изисквания към работното налягане на системата

Общата динамична височина (TDH) количествено определя енергията, която вашата селскостопанска помпа трябва да достави, за да премести вода през напоителната система. Тя се състои от три взаимосвързани компонента:

• Статична височина : Вертикално издигане от източника на вода до най-високата точка на подаване (напр. 15 метра от резервоара до тръбопроводите на високо разположена оранжерия)
• Загуби от триене : Намаляване на налягането, предизвикано от движението на водата през тръби и фитинги — определя се от дебита, материала на тръбите, диаметъра и дължината им (напр. при PVC системи загубата е 2–3 psi на всеки 30 метра при дебит 20 л/мин)
• Работно налягане : Минималното налягане, необходимо в емитерите, за да функционират правилно (напр. 10–15 бара за мист-дюзи)

Пренебрегването на който и да е елемент води до несъответствие с помпата — недостатъчно мощните единици не изпълняват функциите си при върховия спрос, докато прекалено мощните модели губят енергия и ускоряват механичното износване.

Често срещани грешки при изчисляване на общия напор (TDH) и тяхното въздействие върху системите за капково и мъгливно напояване

Когато хората недооценяват загубата на налягане вследствие триене в напояващите системи, това всъщност причинява около 40% от всички повреди на капковите системи. Това означава, че водата не достига правилно до емитерите, разположени по-надолу по течението. При томати, отглеждани специално в засушливи региони, ако налягането падне под 1,2 бара, фермерите обикновено наблюдават спад в добивите си с около 18%. Друг голям проблем възниква, когато се пренебрегва статичното налягане. Теплиците, разположени по склонове, страдат от постоянни проблеми с кавитация на помпите, което може да намали срока на експлоатация на работните колела с до 70%. Може би най-тежката грешка обаче е да не се вземат предвид разликите в надморската височина при настройването на компенсацията на налягането в многозонните мистинг-системи. Това води до образуване на сухи петна из цялата теплична среда, а тези сухи зони стават благоприятна среда за развитие на различни листни заболявания. Производителите, които отделят време за прецизно картиране на общото динамично налягане (TDH), са отбелязали реални подобрения. Някои нидерландски селскостопански предприятия започнали да използват софтуер за цифрово моделиране още през 2023 г. и според полевите изпитвания, проведени тази година, успели да намалят стреса върху културите, свързан с работата на помпите, с приблизително 34%.

Съответствие на производителността на селскостопанската помпа с конкретните за културата нужди от дебит и налягане

Диапазони на налягане по вид култура и фаза на растеж: зеле (8–12 бара) срещу краставица (12–16 бара)

Различните растения имат нужда от различно налягане на водата в различни етапи от своя цикъл на растеж. Например, при формирането на глави зелето обикновено изисква около 8–12 бара, тъй като това подпомага бързото развитие на листата и правилното функциониране на устичките. Краставиците, от друга страна, изискват по-високо налягане — около 12–16 бара по време на фазата на образуване на плодовете, което осигурява подходящото движение на водата през растението и гарантира, че калцият достига до местата, където е необходим. Превишаването на тези диапазони на налягане обаче може да причини проблеми. При зелето твърде високото налягане води до коренови проблеми поради недостиг на кислород, докато при краставиците може да се появят онези непривлекателни черни петна в основата на плода. Това показва защо изборът на помпи въз основа на това какво работи добре за една култура не винаги е подходящ и за други, ако целта е максималният добив.

Съгласуване на характеристиките на помпите с дневните върхове на евапотранспирацията (ETc) и прозорците за напояване

Постигането на прецизно напояване означава да се съгласуват действията на помпите с тези дневни ETc-профили, които обикновено достигат своя максимум около обяд, между 10:00 и 14:00 ч. местно време. Когато доматите преминат от фазата на растеж на листата към фазата на плодонос, техните водни нужди нарастват приблизително с четиридесет процента спрямо по-ранните етапи на развитие. Точно тук центробежните помпи се оказват изключително полезни, тъй като добре се справят с внезапните увеличения на търсенето, поддържайки налягането в рамките на пет процента над или под зададената стойност. Това помага да се избегнат ситуации, при които водата не достига до най-отдалечените емитери в системата, и осигурява възможност за ефективна автоматизация на графиците за напояване. Резултатът? По-малко загубена електроенергия, когато водната нужда е ниска, и в същото време гарантирано доставяне на достатъчно вода на културите през целия ден.

Балансиране на енергийната ефективност, издръжливостта и общата стойност на собствеността при избора на помпи за топлини

При избора на селскостопанска помпа има всъщност три основни фактора, които трябва да се вземат предвид: количеството енергия, която тя използва, продължителността на нейния срок на служба и надеждността ѝ при ежедневна употреба. Миналата година Хидравличният институт публикува някои интересни резултати, според които за повечето помпени системи разходите за енергия и поддръжката заедно представляват около две трети от общите разходи, които производителите правят с течение на времето. Това е значително повече от първоначалната цена, която обикновено съставлява само около 10 %. Фермерите, които инвестирали в помпи с променлива скорост, често наблюдават намаляване на сметките си за електричество почти с една третина при работа на мощност по-ниска от максималната. Помпите, изработени от материали, устойчиви на корозия – например неръждаема стомана, – обикновено имат значително по-дълъг срок на служба във влажните условия на оранжерии. Това е особено важно за култури, които изискват напояване под по-високо налягане, като домати и краставици, тъй като такива системи се включват и изключват толкова често, че обикновените помпи просто се износват по-бързо. Някои по-нови интелигентни контролери регулират изходната мощност според действителните нужди на растенията от вода, измерени в реално време. Въпреки че много търговски производители съобщават, че са възстановили инвестициите си в рамките на 18 месеца благодарение на по-ниски разходи за комунални услуги и по-малко аварии, резултатите могат да се различават в зависимост от местните климатични условия и размера на фермата.

Често задавани въпроси

Защо е важна постоянната налягане за зеленчуковите култури в оранжерии?

Постоянството на налягането осигурява равномерно разпределение на водата към всички растения, предотвратявайки сухи петна и прекомерно напояване, които могат да доведат до заболявания и проблеми с абсорбцията на хранителни вещества.

Какво е общият динамичен напор (TDH) и защо е важен?

TDH (общият динамичен напор) е енергията, необходима на помпата, за да достави вода през напоителната система, като се вземат предвид височината и изискванията за налягане. Точното изчисляване на TDH предотвратява несъответствие между помпата и системата, както и системни повреди.

Как могат производителите да максимизират енергийната ефективност при избора на помпи за оранжерии?

Производителите могат да избират помпи с променлива скорост и корозионноустойчиви материали, които намаляват енергийните разходи и изискванията за поддръжка, правейки системата по-издръжлива и по-икономична.

Какви са последиците от несъответствие между напоителните нужди и производителността на помпата?

Несъответствието може да причини кавитация на помпата, намалена реколта и сухи петна, което води до растителни заболявания и стрес. Правилното съгласуване подобрява разпределението на водата и здравето на културите.