У США набуває популярності гібрид дощувальної машини та краплинного зрошення

Фермер з північної частини штату Техас Боб Гранер встановив на своїй зрошувальній півмильної (понад 800 м. – Ред.) довжини машині систему PMDI (розшифровується як точне мобільне краплинне зрошення) близько двох років тому. Вона передбачає встановлення шлангів краплинного зрошення замість розпилювачів на поливній машині кругового або фронтального типу. У результаті поєднується низька вартість кругових поливних машин із високою ефективністю використання води краплинного зрошення, що досягає в системах PMDI 95%. Тоді як шланги тягнуться по полю, емітери розподіляють воду рівномірно по всій довжині ділянки. Відтак колеса поливної машини залишаються сухими і не буксують, а останнє призводить до нерівномірності поливу поля. При цьому шланги не заплутуються під час обертання зрошувальної машини.

Після обладнання поливної машини системою PMDI у Боба Гранера витрати на зрошення знизилися майже на 30%, а врожайність підвищилася не менш, ніж на 20%. «Я встановлював нову систему на машині, якою поливав 108 га, порівну розділені на 3 ділянки – під пшеницею, кукурудзою та паром», - пояснив фермері додав, що шланги краплинного поливу він встановив з кроком в 40 дюймів (1,016 м. – Ред.). Згодом фермер став ділити поле на 2 сектори – під пшеницю та під кукурудзу.

– Якщо раніше збирав пшениці в середньому 34-37,4 ц/га, то з новою системою поливу середня врожайність перевищила 46 ц/га. Середня врожайність пізньої кукурудзи раніше становила 111,1-114,3 ц/га. За останні 2 роки вона зросла до 133,3-139,7 ц/га, – повідомив Боб Гранер.

Тепер фермер може припинити полив на місяць раніше, позаяк запаси води в грунті досягають потрібного рівня, незважаючи на те, що за рік на його виробничій ділянці випало всього 140 мм опадів.

– У моїй місцевості потрібно 4 години, щоб вода просочилася в грунт. Тож коли я поливав поверхню грунту через розпилювачі, частина води стікала. А при поливі через шланги краплинного зрошення вода просочується в грунт, просто не встигаючи стекти чи випаруватись. Тут ресурси води обмежені: на все поле може надійти води 1,9 м3/хв. Тож я мушу максимально ефективно використовувати ту воду, яку маю. До реі, нова система може окупитися за 2 роки чи навіть менше, – поділився Б. Гранер.

Те, що система PMDI варта витрат з точку зору економії води та підвищення врожайності підтверджують і сусіди Боба Гранера.

Системами PMDI обладнують свої поливні машини 2 американських виробники. Обидва використовують краплинні шланги виробництва компанії Netafim.

Нова технологія – елемент складної стратегії заощадження води

Ця технологія допомагає економити воду й у масштабах більших територій. На південному заході штату Канзас зрошення відбувається з велетенського підземного прісноводного моря Огаллала, яке частково охоплює територію декількох штатів. Однак зараз воно висихає: рівень грунтових вод у деяких штатах опускається на 60 см за рік.

– Якщо в пересічний рік ми видобуваємо з-під землі 300 мм вологи, то відновлюється всього 6 мм, – говорить керівник водного департаменту штату Канзас Трейсі Стрітер.

Дослідження Університету штату Канзас, яке триває вже 4 роки, довело, що до 2060-го буде вичерпано приблизно 70% водних ресурсів Огаллали. Щоб вони відновились природним шляхом, потрібно буде, залежно від місцевості, від 500 до 1300 років.

Це не стало несподіванкою для аграрних регіонів, яким загрожує цілковитий занепад, адже влада штату вже не одне десятиліття намагається уповільнити процес виснаження запасів підземних вод.

Так водний департамент Канзасу зібрав найбільш передових фермерів штату і розробив проект водоощадних ферм. Ця концепція виникла в рамках стратегії, що її сформував губернатор штату в 2013 році. Ферми забезпечувалися необхідним обладнанням, щоб демонструвати ефективність сучасних технологій зрошення, не зациклюючись на врожайності. «Це критично важливо, якщо ми хочемо посилити впевненість у майбутньому і прискорити впровадження нових технологій у зрошенні», - говорить керівник проекту Т. Стрітер.

Перший і найбільший серед учасників проекту, що почався торік і розрахований на 3 роки, - T&O Farms спеціалізується на вирощуванні люцерни, пшениці, сорго, кукурудзи та сої. Її власник Том Вілліс – генеральний директор компанії, що володіє двома заводами з виробництва етанолу в Канзасі, залежить від поставок місцевої сировини – кукурудзи та сорго.

– За минулі 3 роки я змушений був пересвердлити 2 свердловини. Я хочу передати цю ферму наступним поколінням. У мене було 500 га, які поливалися 10 машинами кругового типу. Мені була виділена квота 2724 тис. м3 на рік, чого недостатньо для стабільного результату. Я знав про ризики, які виникають при зменшенні обсягів використання води. Беручи участь у проекті, я хочу довести, що можу заощаджувати воду, не зациклюючись на врожайності. Було розроблено план зі зниження витрат води. У рамках його зменшено забір води на третину. У 2015-му я закачував на кожне поле по 1615 л/хв. У 2016-му на це саме поле я закачував по 1425 л/хв. По 190 л/хв я заощаджував на кожному з 8 полів, – ділиться Т. Вілліс.

– Якщо я зможу зменшити витрати на 50% до 2018 року і вирощувати такий вже врожай, як зараз, або отримувати такий самий прибуток, то я поставлю за мету зафіксувати витрати води на новому, зменшеному рівні. Знизивши витрати води на 50%, я зможу використовувати свої ресурси підземних вод ще 30-35 років додатково, – розповідає фермер.

План зниження витрат води передбачав 6 основних кроків.

1. Експеримент із переобладнанням поливних систем. 4 поля поливалося круговими зрошувальними машинами, обладнаними системами PMDI, а інші 4 – такими ж машинами з розпилювачами низького тиску.

Кругова зрошувальна машина була поєднана зі шлангами краплинного поливу, бо таке рішення гнучкіше, ніж просто система краплинного зрошення, - говорить генеральний директор Teeter Irrigation Монті Тітер. Така система, за його словами, коштуватиме від 250 до 625 $/га. Це рішення коштує приблизно 10% вартості стандартної системи краплинного зрошення і розраховане на службу впродовж 12-15 років.

2. Встановлення датчиків вологості грунту. На кожному полі було встановлено по 2 датчики на глибину 42 дюйми (106,7 см. – Ред.). Датчики кожні 30 хвилин передають інформацію про розвиток кореневої системи, вологообмін, накопичення вологи та обсяги проникнення води в грунт. До цієї інформації є доступ зі смартфона.

3. Спостереження за погодою. Для цього Університет штату Канзас надав міні-метеостанцію. Спостереження за погодою фермер веде разом із дослідниками університету та консультантами.

4. Буріння контрольної свердловини. Це зробила Геологічна служба Канзасу, щоб у режимі реального часу отримувати інформацію про рівень та якість води.

5. Сівозміна. Зараз сівозміна Тома Вілліса включає кукурудзу, сою, сорго і люцерну. Він планує зменшити площі під кукурудзою і збільшити під культурами, які потребують менше води. Поки фермер не відмовиться від кукурудзи повністю, він вирощуватиме сорти з коротшим терміном вегетації.

6. Моніторинг процесу. Всі системи автоматично відслідковують витрати води та рівень грунтових вод і підключені до інтернету, завдяки чому в режимі реального часу за даними можуть спостерігати всі учасники проекту.

За 2009-2013 роки рівень грунтових вод на фермі T&O Farms знизився на 219 см. Щорічне поповнення запасів підземних вод становить 24 мм. Розрахунки показують, що запасів підземних вод на T&O Farms вистачить на 36 років, якщо використання води не зменшувати, і на 53 роки, якщо витрати води знизити на 30%.

За рахунок мобільного краплинного зрошення ми зменшимо випаровування води з грунту на 27-35% порівняно з поливом через розпилювачі. Це рівноцінно додатковим 75 мм опадів за сезон, – стверджує дослідник Університету шт. Канзас Джонатан Агілер.

Дослідники також були здивовані вологістю грунту після завершення сезону. «З мобільним краплинним зрошенням у грунті було набагато більше вологи, ніж з поливом через розпилювачі. Ми пов’язуємо це зі зниженням випаровування», – додав Джонатан Агілер.

Богдан Малиновський, b.malinovskiy@univest-media.com