Nyomásválasztási kritériumok mezőgazdasági szivattyúkhoz ültetvényes növénytermesztésben

Miért alapvető fontosságú a nyomásállandóság az ültetvényes növények egészsége és terméshozama szempontjából

Hogyan befolyásolják a nyomásingerek a permetezők egyenletes működését és a gyökérzónába jutó vízmennyiséget

Amikor a nyomás ingadozása meghaladja a ±10%-ot, akkor megzavarja a víz egyenletes elosztását az apró kifolyónyílásokon keresztül. Mi történik ezután? Egyes területeken túl sok víz jut, ami növeli a betegségek kialakulásának esélyét. Más részek a mezőn szárazak maradnak, ami növényi stresszt okoz, és jelentősen csökkenti a tápanyagfelvétel hatékonyságát – ezt egy 2023-as FAO-kutatás is alátámasztja, amely 15–30 százalékos csökkenést mutatott. Azok a gazdák, akik nyomásszabályozó szivattyúkba fektetnek be, általában jobb eredményeket érnek el, mivel ezek az eszközök állandó vízáramlást biztosítanak. Ez segít elkerülni olyan problémákat, mint a gyökerek körül sólerakódás vagy az oxigénhiány a talajban, amelyek mind károsan befolyásolhatják a növények növekedését, ha nem kezelik őket.

Valós világbeli hatás: esettanulmány – 12%-os terméseredmény-növekedés holland paradicsomüveg házban ±5 kPa nyomásszabályozással

Egy holland elit kutatóintézet kutatói körülbelül 12%-kal növelték a szalámitomáto termését, amikor az optimális szivattyújelleggörbék segítségével körülbelül 5 kPa-os tartományban stabil víznyomást biztosítottak. Ezzel a szabályozással megszüntették azokat a kellemetlen, száraz foltokat a csepegtető csövek mentén, és a gyümölcsrepedések száma majdnem 20%-kal csökkent. Ennek különösen érdekes vonása az, hogy a nyomás egyenletessége valójában javítja a végső termék minőségét. A rendszerük képes volt automatikusan módosítani a vízellátást egész nap, ahogy a növények a transzpiráció során vizet vesztettek, így biztosítva, hogy a növények pontosan akkor kapjanak megfelelő mennyiségű nedvességet, amikor a leginkább szükségük van rá a kulcsfontosságú növekedési időszakokban. Ez azt mutatja, milyen előnyökkel jár a intelligensebb szivattyúszabályozás iránti beruházás a üvegházi öntözőrendszerekben.

A teljes dinamikus fej (TDH) kiszámítása mezőgazdasági szivattyú méretének pontos meghatározásához

A TDH részletezése: statikus fej, súrlódási veszteség és a rendszer működési nyomásigénye

A teljes dinamikus fej (TDH) méri azt az energiát, amelyet mezőgazdasági szivattyúja a víz szállításához az öntözőrendszeren keresztül kell biztosítania. Három egymástól függő összetevőből áll:

• Statikus fej : A vízforrástól a legmagasabb kifolyási pontig mért függőleges emelés (pl. 15 méter a tározótól az emelt üvegház csővezetékéig)
• Súrlódási veszteség : A csöveken és szerelvényeken keresztül áramló víz okozta nyomáscsökkenés – amelyet az áramlási sebesség, a cső anyaga, átmérője és hossza határoz meg (pl. PVC rendszerekben 2–3 psi veszteség keletkezik 30 méterenként 20 L/perc áramlási sebességnél)
• A működési nyomás : Az elosztók (emitterek) működéséhez szükséges minimális nyomás (pl. 10–15 bar porlasztófejek esetén)

Bármely elem figyelmen kívül hagyása kockázatot jelent a szivattyú illesztésére – a túl kis teljesítményű egységek csúcsigény esetén meghibásodnak, míg a túl nagy teljesítményű modellek energiát pazarolnak, és gyorsítják a mechanikai kopást.

Gyakori TDH-hibák és következményeik csepegtető- és permetező öntözőrendszerek esetében

Amikor az emberek alábecsülik a súrlódási veszteséget öntözőrendszerekben, ez valójában az öntözőcsepegtető rendszerek körülbelül 40%-os meghibásodását okozza. Ez azt jelenti, hogy a víz nem jut el megfelelően azokhoz az emitterekhez, amelyek a rendszer lefelé irányuló ágában helyezkednek el. Különösen a száraz területeken termesztett paradicsomnál, ha a nyomás 1,2 bar alá csökken, a gazdák körülbelül 18%-os termésveszteséget tapasztalnak. Egy másik nagy probléma akkor merül fel, amikor figyelmen kívül hagyják a statikus nyomásmagasságot. A lejtőn elhelyezett üvegházakban folyamatosan fellép a szivattyúk kavitációs problémája, ami akár 70%-kal is csökkentheti az impeller élettartamát. Talán a legrosszabb hiba azonban az, ha nem veszik figyelembe a terepmagasság-különbségeket a többzónás permetező rendszerek nyomáskiegyenlítésének beállításakor. Ez száraz foltokat eredményez az üvegház egész környezetében, és ezek a száraz területek a levélbetegségek különféle fajtáinak tenyészterületévé válnak. Azok a termelők, akik időt szánnak a teljes dinamikus nyomásmagasság (TDH) pontos feltérképezésére, valódi javulást észleltek. Néhány holland mezőgazdasági művelet 2023-ban kezdett digitális modellező szoftvert használni, és a tárgyévben végzett mezővizsgálatok szerint sikerült kb. 34%-kal csökkenteniük a szivattyúk által okozott növényi stresszt.

A mezőgazdasági szivattyúk teljesítményének igazítása a növényfajtákra jellemző vízáramlás- és nyomásigényekhez

Nyomástartományok növényfajtánként és növekedési szakaszonként: saláta (8–12 bar) vs. uborka (12–16 bar)

Különböző növények különböző víznyomásra van szükségük a növekedésük különböző szakaszaiban. Például a salátának általában 8–12 bar nyomásra van szüksége a fejek kialakulásakor, mivel ez segíti a levelek gyors növekedését, és megfelelő működést biztosít a sztómák számára. Az uborka viszont magasabb nyomást igényel – körülbelül 12–16 bart a termésfejlődés szakaszában –, amely biztosítja a megfelelő vízáramlást a növényen keresztül, és gondoskodik arról, hogy a kalcium a megfelelő helyre jut. A nyomástartományokon kívüli értékek azonban problémákat okozhatnak. A salátánál a túl magas nyomás oxigénhiányt eredményezhet a gyökerekben, míg az uborkánál a gyümölcs alján csúnya fekete foltok alakulhatnak ki. Ez mutatja, hogy egy adott növényfajtához kiválasztott szivattyú nem feltétlenül alkalmas más növényekre, ha maximális hozamot szeretnénk elérni.

A szivattyú jelleggörbék igazítása a napi párologtápanyag-fogyasztás (ETc) csúcsértékeihez és az öntözési ütemezési ablakokhoz

A pontos öntözés megvalósítása azt jelenti, hogy a szivattyúk működését összehangoljuk azokkal a napi ETc-mintázatokkal, amelyek általában déli időpontban, helyi idő szerint kb. 10 és 14 óra között érik el legmagasabb értéküket. Amikor a paradicsom növények a levelek növesztéséről a termés képzésére térnek át, vízigényük körülbelül negyven százalékkal nő az előző növekedési szakaszokhoz képest. Éppen ezért jönnek jól a centrifugális szivattyúk, mivel megbízhatóan kezelik a hirtelen növekvő igényt, és a nyomást kb. öt százalékos eltéréssel tartják fenn. Ez segít elkerülni azt a helyzetet, amikor a víz nem jut el a rendszer legtávolabbi csepegtetőiig, és lehetővé teszi az öntözési ütemtervek hatékony automatizálását. Az eredmény? Kevesebb pazarolt villamosenergia akkor, amikor a vízigény alacsony, miközben a növények egész nap megkapják a szükséges vízmennyiséget.

Az energiahatékonyság, a tartósság és a teljes tulajdonlási költség egyensúlyozása üvegház-szivattyúk kiválasztásakor

Amikor mezőgazdasági szivattyút választanak, valójában három fő tényezőt kell figyelembe venni: mennyi energiát fogyaszt, mennyi ideig tart, és napról napra megbízható-e. A Hydraulic Institute (Hidraulikai Intézet) tavaly érdekes kutatási eredményeket tett közzé, amelyek szerint a legtöbb szivattyúrendszer esetében az energia- és karbantartási költségek együtt kb. a termelők idővel felmerülő összes kiadásának kétharmadát teszik ki. Ez jóval több, mint a kezdeti beruházási költség, amely általában csupán körülbelül 10%-ot tesz ki. Azok a gazdák, akik változó fordulatszámú hajtású szivattyúkba fektetnek be, gyakran látják, hogy villamosenergia-számlájuk majdnem harmadával csökken, ha a szivattyú nem teljes terhelésen üzemel. Az olyan anyagokból készült szivattyúk, amelyek ellenállnak a korróziónak – például a rozsdamentes acél –, nedves üvegház körülmények között jelentősen hosszabb élettartammal rendelkeznek. Ez különösen fontos olyan növények esetében, amelyek magas nyomású öntözést igényelnek, például a paradicsom és a uborka, mivel ezeket a rendszereket olyan gyakran kapcsolják be és ki, hogy a hagyományos szivattyúk egyszerűen gyorsabban elhasználódnak. Néhány újabb, okos vezérlőegység a kimeneti teljesítményt a növények valós idejű vízigénye alapján állítja be. Bár sok kereskedelmi termelő azt jelenti, hogy az alacsonyabb szolgáltatási díjak és a ritkább meghibásodások miatt pénzügyi megtérülést 18 hónapon belül ér el, az eredmények helyi éghajlati viszonyoktól és a farm méretétől függően változhatnak.

Gyakran Ismételt Kérdések

Miért fontos a nyomásállandóság a üvegházban termesztett növények számára?

A nyomásállandóság biztosítja az egyenletes vízelosztást minden növény számára, megakadályozva a száraz foltok és a túlözöntés kialakulását, amelyek betegségekhez és tápanyagfelvételi problémákhoz vezethetnek.

Mi a teljes dinamikus emelőmagasság (TDH) és miért fontos?

A TDH (teljes dinamikus fej) az a munka, amelyet a szivattyúnak el kell végeznie ahhoz, hogy vizet juttasson az öntözőrendszeren keresztül, figyelembe véve a terepmagasságot és a nyomásigényt. A pontos TDH-számítás megakadályozza a szivattyú és a rendszer közötti nem megfelelő illeszkedést, valamint a rendszer meghibásodását.

Hogyan növelhetik a termelők az üvegházbeli szivattyúk kiválasztásánál az energiahatékonyságot?

A termelők változó fordulatszámú hajtású és korrózióálló anyagból készült szivattyúkat választhatnak, amelyek csökkentik az energiafelhasználást és a karbantartási igényt, így tartósabbá és költséghatékonyabbá teszik a rendszert.

Milyen következményei lehetnek annak, ha az öntözési igényeket nem igazítják a szivattyú teljesítményéhez?

Az illeszkedés hiánya szivattyúkavitációt, csökkent hozamot és száraz foltokat eredményezhet, ami növénybetegségekhez és növényi stresszhez vezethet. A megfelelő illeszkedés javítja a vízelosztást és a növények egészségét.