ΑΝΑΓΚΕΣ ΤΩΝ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΩΝ ΣΕ ΝΕΡΟ ΑΝΑΓΚΕΣ ΤΩΝ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΩΝ ΣΕ ΝΕΡΟ ΜΟΥΡΟΥΤΟΓΛΟΥ ΧΡΗΣΤΟΣ Καθηγητής εφαρμογών

Αρχές και ορισμοί Αντικειμενικός σκοπός της άρδευσης είναι ο εφοδιασμός των καλλιεργειών με το απαραίτητο νερό για την κανονική ανάπτυξη και μεγιστοποίηση της απόδοσης τους σε συνδυασμό με υψηλή ποιότητα προϊόντων Το νερό που απομακρύνεται από το χωράφι με την διαπνοή από τα φυτά και την εξάτμιση από το έδαφος κάτω από ορισμένες συνθήκες υγρασίας, κλιματικές συνθήκες και συνθήκες ανάπτυξης της καλλιέργειας αποτελεί την εξατμισοδιαπνοή.

Αρχές και ορισμοί Η εξατμισοδιαπνοή εξαρτάται: Από τα χαρακτηριστικά της καλλιέργειας και το ποσοστό κάλυψης του εδάφους από το φύλλωμά της. Από κλιματικούς παράγοντες (όπως η καθαρή ηλιακή ακτινοβολία, η ταχύτητα του ανέμου, η σχετική υγρασία και η θερμοκρασία της ατμόσφαιρας).

Ορισμοί Εξατμισοδιαπνοή καλλιέργειας (ΕΤc): Το νερό που χρειάζεται για την κανονική ανάπτυξη και βέλτιστη απόδοση μιας καλλιέργειας και εκφράζεται με τον όρο ανάγκες σε νερό της καλλιέργειας. Μέγιστη εξατμισοδιαπνοή (ETmax): Το νερό που καταναλώνεται από μια καλλιέργεια που είναι ελεύθερη από κάθε είδους φυτικής ασθένειας, αναπτύσσεται σε μεγάλα χωράφια, χωρίς περιορισμούς στη διαθεσιμότητα νερού και θρεπτικών στοιχείων και επιτυγχάνει το μέγιστο της απόδοσης κάτω από τις συνθήκες του περιβάλλοντος στο οποίο αναπτύσσεται.

Ορισμοί Πραγματική εξατμισοδιαπνοή (ETa): Το νερό που καταναλώνεται από μια καλλιέργεια κάτω από τις συγκεκριμένες συνθήκες ενός χωραφιού (πλήρης ή μερική διαθεσιμότητα εδαφικής υγρασίας, προσβολή ή όχι από ασθένειες, γονιμότητα του χωραφιού κ.ά.) Εξατμισοδιαπνοή αναφοράς ή βασική εξατμισοδιαπνοή (ETr): Η εξατμισοδιαπνοή από μια καλλιέργεια "αναφοράς ή βάσης" που αναπτύσσεται δυναμικά κάτω από συνθήκες πλήρους επάρκειας νερού.

Ορισμοί Η διαφοροποίηση της εξατμισοδιαπνοής καλλιέργειας (ΕΤc) από τη βασική εξατμισοδιαπνοή (ΕΤr) εκφράζεται από το φυτικό συντελεστή (Κc), έτσι που να διαμορφώνεται η γενική σχέση: Για τον υπολογισμό της βασικής εξατμισοδιαπνοής (ΕΤr), χρησιμοποιούνται διάφοροι μέθοδοι που βασίζονται σε μετρήσιμες κλιματικές παραμέτρους.

Υπολογισμός της βασικής εξατμισοδιαπνοής Υπάρχουν π.χ. οι μέθοδοι: Η τροποποιημένη μέθοδος των Blaney –Criddle Η τροποποιημένη μέθοδος του Penman Η συνδυασμένη μέθοδος των Penman - Monteith

Η τροποποιημένη μέθοδος των Blaney –Criddle ETr = a+bF F = (Ο,46Τ+8,13)ρ a=0,0043 (RHmin)-n/N-1,41 b = ao+a1(RHmin)+a2 (n/N ) +α3(U2)+a4(RHmin) (n/N) +a5(RHmin)(U2) Όπου: αο=0,81917, α1=-0,0040922, α2=1,0705 , α3 =0,065649, α4 =-0,0059684 και a5 =-0,0005967. ETr είναι η βασική εξατµισοδιαπνοή σε mm/day Τ η μέση ημερήσια θερμοκρασία της ατμόσφαιρας σε οC, RHmin η μέση ημερήσια ελάχιστη σχετική υγρασία της ατμόσφαιρας εκφρασμένη ως ποσοστό %

Η τροποποιημένη μέθοδος των Blaney –Criddle n, η μέση ημερήσια πραγματική ηλιοφάνεια (σε h/day) Ν είναι η μέση ημερήσια θεωρητική ηλιοφάνεια που δίνεται από πίνακα σαν συνάρτηση του μήνα και του γεωγραφικού πλάτους (σε h/day) U2 η μέση ημερήσια ταχύτητα του αέρα σε ύψος 2 m πάνω από την επιφάνεια του εδάφους σε m/sec Αν η ταχύτητα του αέρα έχει μετρηθεί σε διαφορετικό ύψος, μπορεί να αναχθεί στο ύψος των 2m με τη σχέση: Όπου UZ είναι η ταχύτητα του αέρα σε ύψος Ζ μέτρων από την επιφάνεια του εδάφους.

Η τροποποιημένη μέθοδος του Penman Όπου: ΕΤr είναι η βασική εξατμισοδιαπνοή σε mm/day W είναι σταθμιστικός παράγοντας που αντιπροσωπεύει την επίδραση της ηλιακής ακτινοβολίας στην ETr ενώ το 1-w είναι επίδραση του ανέμου και της υγρασίας στης ατμόσφαιρας στην ETr (οι τιμές του δίνονται από πίνακα) Rn είναι η καθαρή ηλιακή ακτινοβολία εκφρασμένη σε ισοδύναμο πάχος εξατμιζόμενου νερού σε mm/day

Η τροποποιημένη μέθοδος του Penman f (u) συνάρτηση που αντιπροσωπεύει την επίδραση του ανέμου στην ETr δίνεται : f(u) = 0.27 + 0.0027 U2 (ea – ed) είναι ένας παράγοντας που εκφράζει την επίδραση της υγρασίας της ατμόσφαιρας στην ETr c είναι διορθωτικός παράγοντας ενδεικτικός της διαφοράς των συνθηκών που επικρατούν σε έναν τόπο κατά τη διάρκεια της μέρας και της νύκτας (είτε με τη χρήση πίνακα είτε με τη χρήση εξισώσεων...)

Ο διορθωτικός παράγοντας c Πίσω στην ΕΤr

Υπολογισμός της καθαρής ηλιακής ακτινοβολίας Η διαδικασία υπολογισμού αρχίζει με τον προσδιορισμό της θεωρητικής ακτινοβολίας Ra (mm/day). Είναι συνάρτηση του γεωγραφικού πλάτους του υπό εξέταση τόπου και της ημέρας του έτους (βρίσκεται από πίνακα). Γνωρίζοντας την θεωρητική ηλιακή ακτινοβολία μπορεί να υπολογιστεί η προσπίπτουσα στην επιφάνεια της γης ηλιακή ακτινοβολία Rs : ή Το n/N είναι η σχετική ηλιοφάνεια: n η πραγματική και N η θεωρητική ηλιοφάνεια (δίνεται από πίνακα)

Υπολογισμός της καθαρής ηλιακής ακτινοβολίας Η προσπίπτουσα στην επιφάνεια της γης ηλιακή ακτινοβολία Rs (mm/day) χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό της καθαρής μικρού μήκους κύματος ακτινοβολίας Rns (mm/day) H καθαρή μικρού μήκους κύματος ακτινοβολία Rns είναι αυτή που μένει μετά την ανάκλαση μέρους της Rs από την επιφάνεια της γης ή a είναι ο συντελεστής ανακλαστικότητας (albedo) της επιφάνειας, ο οποίος λαμβάνει την τιμή 0,75 σε φυτοκαλυμένες επιφάνειες

Υπολογισμός της καθαρής ηλιακής ακτινοβολίας H καθαρή μεγάλου μήκους κύματος ακτινοβολία Rnl είναι η διαφορά ανάμεσα σ’ αυτή που ακτινοβολεί η γη στο διάστημα και σ’ αυτή που δέχεται από το διάστημα. Υπόλογίζεται από τη σχέση: Όπου: f(T) = σΤk4 , σ=1,9867 x 10-9 mm d-1 oK-1 f (ed) = 0.34 - 0.044 (ed)1/2 f (n/N) = 0.1 + 0.9 (n/N) Tk η απόλυτη θερμοκρασία της ατμόσφαιρας σε οΚ, σ η σταθερά των Stefan-Boltzmann και ed η πίεση υδρατμών της ατμόσφαιρας σε mb.

Υπολογισμός της καθαρής ηλιακής ακτινοβολίας Έτσι, η καθαρή ακτινοβολία Rn υπολογίζεται από τη σχέση: σε mm/day

Επίδραση της υγρασίας της ατμόσφαιρας στην ETr (ea – ed) ea είναι η πίεση κορεσμού των υδρατμών που αντιστοιχεί στη μέση θερμοκρασία της ατμόσφαιρας σε mb. Οι τιμές της δίνονται από πίνακα. ed είναι η πραγματική πίεση των υδρατμών που αντιστοιχεί στη θερμοκρασία αυτή σε mb. Μπορεί να υπολογιστεί είτε με χρήση πίνακα (εάν είναι γνωστό το σημείο δρόσου) ή με γνωστή τη σχετική υγρασία της ατμόσφαιρας RHmean τότε υπολογίζεται από τη σχέση:

Η συνδυασμένη μέθοδος των Penman - Monteith Η παράμετρος G εκφράζει την κατακόρυφη μεταφορά θερμότητας στο έδαφος, συνεπώς για έδαφος καλυμμένο με χλοοτάπητα ή μηδική λαμβάνει πολύ μικρή τιμή και παραλείπεται. Το όπου Κ1 συντελεστής εξίσωσης μονάδων, λ η λανθάνουσα θερμότητα εξάτμισης, ρ η πυκνότητα του αέρα και P η πίεση του αέρα σε θερμοκρασία οΤ, μπορεί να προσεγγιστεί με τη σχέση:

Η συνδυασμένη μέθοδος των Penman - Monteith Όπου: Κu είναι συντελεστής που εξασφαλίζει ότι οι δύο όροι έχουν τις ίδιες μονάδες (Κu = 1 όταν ΕΤr μετράται σε Mj m-2 d-1 , ea και ed σε kPa & Κu ~ 0.048 όταν ΕΤr είναι σε mm d-1 και ea και ed είναι σε mb) Δ η κλίση της γραμμής στη σχέση πίεσης κορεσμού υδρατμών και θερμοκρασίας σε mb ανά οC. Υπολογίζεται από τη σχέση:

Η συνδυασμένη μέθοδος των Penman - Monteith Όπου: γ* είναι μια παράμετρος που δίνεται από τη σχέση Όπου γ είναι η ψυχρομετρική σταθερά σε mb ανά βαθμό οC και υπολογίζεται από τη σχέση Cp είναι η ειδική θερμότητα του υγρού αέρα σε σταθερή πίεση και είναι ίση με 0,242 cal·g-1 ανά βαθμό οC, P η μέση πίεση της ατμόσφαιρας σε mb και λ η λανθάνουσα θερμότητα εξάτμισης σε cal·g-1 και που υπολογίζεται από τη σχέση:

Η συνδυασμένη μέθοδος των Penman - Monteith Όπου rc εκφράζει την αντίσταση της επιφάνειας (φυτοκόμης) στη μεταφορά υδρατμών σε s·m-1 και ημερήσιες ή μηνιαίες τιμές του υπολογίζονται από τη σχέση: Όπου LAI είναι ο δείκτης της φυλλικής επιφάνειας που υπολογίζεται από τη σχέση: ή Ανάλογα με το ύψος hc (<15cm) του χορτοτάπητα επιλέγουμε τον 1ο ή 2ο τύπο (>3cm)

Η συνδυασμένη μέθοδος των Penman - Monteith Όπου ra εκφράζει την αεροδυναμική αντίσταση στη μεταφορά αισθητής θερμότητας και υδρατμών σε s·m-1 και δίνεται από τη σχέση: Όπου Ζw είναι το ύψος σε m στο οποίο μετράται η ταχύτητα του ανέμου, zp είναι το ύψος που γίνεται η μέτρηση της υγρασίας (ψυχρόμετρο) και της θερμοκρασίας του αέρα, Uz σε m s-1 σε ύψος Ζw ...

Η συνδυασμένη μέθοδος των Penman - Monteith ...d η μετατόπιση του μηδενικού επιπέδου σε m και Zom και Zov παράμετροι που εκφράζουν την τραχύτητα της φυτοκόμης σε m. Οι παράμετροι αυτοί υπολογίζονται από τις εξής σχέσεις:

Η συνδυασμένη μέθοδος των Penman - Monteith Rn είναι η καθαρή ηλιακή ακτινοβολία σε mm d-1 όπως υπολογίζεται στην τροποποιημένη μέθοδο του Penmann (αναφέρθηκε ανωτέρω) ea και ed αναφέρονται στην πίεση υδρατμών της ατμόσφαιρας (ορίστηκαν ανωτέρω) Εάν δεν είναι γνωστή η ατμοσφαιρική πίεση, τότε μπορεί να υπολογιστεί από τη σχέση: P σε mb και EL το υψόμετρο του τόπου σε m

Φυτικοί συντελεστές Kc Αντιπροσωπεύουν τη διαφοροποίηση της εξατμισοδιαπνοής μιας οποιασδήποτε άλλης καλλιέργειας από την εξατμισοδιαπνοή αναφοράς. Διαφέρουν ανα καλλιέργεια, και για την ίδια καλλιέργεια παρουσιάζουν διακύμανση κατά τη διάρκεια της βλαστικής περιόδου.

Φυτικοί συντελεστές Kc Οι τιμές τους διαμορφώνονται ανάλογα με: Τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά της κάθε καλλιέργειας Τις κλιματικές συνθήκες της περιοχής που αναπτύσσεται Την καλλιεργητική πρακτική Τη διάρκεια της βλαστικής περιόδου, Για τις ετήσιες καλλιέργειες επιπρόσθετοι παράγοντες που επηρεάζουν το Kc είναι: Ο χρόνος σποράς / φύτευσης Ο ρυθμός ανάπτυξης και Η συχνότητα των βροχοπτώσεων κατά το αρχικό στάδιο της ανάπτυξής τους. Για τις χορτοδοτικές καλλιέργειες το Kc επηρεάζεται τον αριθμό των κοπών

Φυτικοί συντελεστές ετήσιων καλλιεργειών Μεγάλη διαφοροποίηση εξαιτίας της μεγάλης διαφοροποίησης των χαρακτηριστικών τους, (κυρίως για το ποσοστό κάλυψης εδάφους) Διαίρεση της βλαστικής περιόδου σε 4 κύρια στάδια ανάπτυξης: Περίοδος εγκατάστασης της καλλιέργειας Κάλυψη του εδάφους όχι μεγαλύτερο του 10% Περίοδος κύριας βλάστησης Κάλυψη του εδάφους από 70 - 100% Περίοδος διαμόρφωσης της παραγωγής Ανθοφορία μέχρι σχηματισμού των καρπών Περίοδος ωρίμανσης Ωρίμανση μέχρι συγκομιδή

Σύνταξη πίνακα για τα στάδια ανάπτυξης ετήσιων καλλιεργειών

Κc 1ου σταδίου ανάπτυξης Διαμορφώνεται από τις συνθήκες που επικρατούν κατά το στάδιο αυτό (πολύ μικρό ποσοστό φυτοκάλυψης) Εξάτμιση μεγαλύτερη από τη διαπνοή Η τιμή του Kc επηρεάζεται από τη συχνότητα των βροχών και των αρδεύσεων σε συνάρτηση με τη βασική ΕΤr

Τιμές του συντελεστή Κc για το 1ο στάδιο ανάπτυξης σε συνάρτηση με τη ΕΤr και τη συχνότητα άρδευσης και βροχόπτωσης

Κc 2ου σταδίου ανάπτυξης Σταδιακή αύξηση της φυτοκάλυψης  μεταβαλλόμενος φυτικός συντελεστής. Η ελάχιστη τιμή του είναι η τιμή του Kc του 1ου σταδίου ανάπτυξης. Η μέγιστη τιμή του είναι ίση με την τιμή του Κc του 3ου σταδίου. Η μέση τιμή του Kc του 2ου σταδίου είναι το ημιάθροισμα των Kc του 1ου και του 3ου σταδίου.

Κc 3ου σταδίου ανάπτυξης Η τιμή του Kc υπολογίζεται πειραματικά για κάθε καλλιέργεια και τόπο αφού οι επικρατούσες συνθήκες του εκάστοτε τόπου ασκούν σημαντική επίδραση στη διαμόρφωσή της.

Κc 4ου σταδίου ανάπτυξης Η ποιότητα και η ποσότητα των συγκομιζόμενων προϊόντων έχει άμεση σχέση με το επίπεδο υγρασίας του εδάφους και τις φυσιολογικές διαφοροποιήσεις των φυτών (κατά το στάδιο αυτό) Μειώνεται κατά την προσέγγιση του τέλους του σταδίου αυτού. Προσδιορίζοντας πειραματικά τον Kc κατά την περίοδο της συγκομιδής, η μέση τιμή του καθ’ όλη τη διάρκεια του σταδίου θα είναι το ημιάθροισμα της τιμής αυτής και της τιμής του Kc του 3ου σταδίου.

Γενικές παρατηρήσεις για τον Κc Παρατηρείται μεγάλη διαφοροποίηση των τιμών της ΕΤr με διάφορες μεθόδους. Διαφοροποιήσεις του Kc παρατηρούνται συνεπεία των κλιματικών συνθηκών που επικρατούν σε έναν τόπο. ...Για τους παραπάνω λόγους, οι Κc θα πρέπει να προσδιορίζονται ξεχωριστά για εδαφικά διαμερίσματα με ομοιότητες κλιματικών συνθηκών, και επιβάλλεται η επισήμανση της μεθόδου προσδιορισμού της ETr.

Γενικές παρατηρήσεις για τον Κc Οι τιμές των 3ου και 4ου σταδίου δίνονται από πίνακες (FAO - 24 Crop Water Requirements) Η τιμή του 2ου σταδίου δίνεται από το ημιάθροισμα αυτών του 1ου και 3ου σταδίου

Φυτικοί συντελεστές άλλων καλλιεργειών Μηδική Οι τιμές του Κc μεταβάλλονται όπως και στις ετήσιες καλλιέργειες, απλά τα στάδια 1-4 επαναλαμβάνονται Στα φυλλοβόλα οπωροφόρα Διαφέρουν ανάλογα με το είδος του δένδρου, το βαθμό κάλυψης του χωραφιού, τις επικρατούσες κλιματικές συνθήκες, την παρουσία ή μη ζιζανίων. Διαμόρφωση της διάρκειας της βλ. περιόδου (γεωγραφικό πλάτος, υψόμετρο) Στα εσπεριδοειδή Μηχανισμοί ελέγχου της διαπνοής με ρύθμιση της αντίστασης των στομάτων τους

Φυτικοί συντελεστές άλλων καλλιεργειών Ελαιόδενδρα Ανθεκτικά στην ξηρασία  παράτασή της όμως... μείωση στην απόδοση. Ετήσια βροχόπτωση 400-600mm Κρίσιμη περίοδος: Πριν το δέσιμο του καρπού Κατά το γέμισμα του καρπού Αμπέλια Το Κc διαμορφώνεται ανάλογα με την καλλιεργητική πρακτική και τα χαρακτηριστικά ανάπτυξης των ποικιλιών.

Εξατμισοδιαπνοή καλλιέργειας ETc Στις ετήσιες καλλιέργειες υπολογίζεται ανά στάδιο ανάπτυξης. Στις υπόλοιπες ανά μήνα. Για την κατάρτιση αρδευτικών προγραμμάτων χρησιμοποιούνται και 10ήμερα. Οι αποκλίσεις της ETc στο ελληνικό κλίμα μπορεί να φτάσουν το 25% ή και περισσότερο

Παράδειγμα υπολογισμού εξατμισοδιαπνοής καλλιέργειας ETc

Εκτίμηση της ΕΤ με μετρήσεις στο χωράφι Η μέθοδος των πειραματικών αγροτεμαχίων Υπολογισμός της εποχιακής εξατμισοδιαπνοής Προσδιορισμός της υγρασίας στην αρχή (SM1) και στο τέλος της βλαστικής περιόδου(SM2) Προσδιορισμός της ωφέλιμης βροχόπτωσης P Προσδιορισμός του νερού που εφαρμόστηκε με άρδευση IR Εφαρμογή της σχέσης: Όπου: ASW το φαινόμενο ειδικό βάρος RD το βάθος του ριζοστρώματος (mm)

Εκτίμηση της ΕΤ με μετρήσεις στο χωράφι Η μέθοδος των διαδοχικών δειγματοληψιών Υπολογίζεται η ΕΤ για μικρές χρονικές περιόδους (2-5 ημερών) Προσοχή στην επιλογή θέσεων: Η υπόγεια στάθμη να βρίσκεται πολύ κάτω από το ριζόστρωμα Να μην παρατηρείται επιφανειακή απορροή και βαθειά διήθηση Οι δειγματοληψίες να αρχίζουν 3-4 μέρες μετά από άρδευση ή βροχή Οι δειγματοληψίες να είναι βάθους κάτω από το ριζόστρωμα

Εκτίμηση της ΕΤ με μετρήσεις στο χωράφι Λυσίμετρο Διάταξη από κυλινδρικό δοχείο από μέταλλο ή ενισχυμένο πλαστικό που τοποθετείται μέσα στο έδαφος έτσι που το ελεύθερο άκρο του να ταυτίζεται με την επιφάνειά του. Το δοχείο είναι γεμάτο χώμα και καλλιεργείται με τα φυτά των οποίων θα υπολογιστεί η ΕΤc. Μηδενίζεται η επιφανειακή απορροή και η βαθειά διήθηση Η ΕΤ είναι η διαφορά μεταξύ του νερού που δέχεται το λυσίμετρο και η μεταβολή της υγρασίας του εδάφους που περιέχει >4m2

ΟΙ ΑΠΑΙΤΗΣΕΙΣ ΤΩΝ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΩΝ ΣΕ ΝΕΡΟ ΟΙ ΑΠΑΙΤΗΣΕΙΣ ΤΩΝ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΩΝ ΣΕ ΝΕΡΟ ΜΟΥΡΟΥΤΟΓΛΟΥ ΧΡΗΣΤΟΣ Καθηγητής εφαρμογών

Προέλευση του νερού που διατίθεται στο φυτό Η εξατμισοδιαπνοή καλλιέργειας (ETc) προσδιορίζει το νερό που χρειάζεται η εκάστοτε καλλιέργεια για τη κανονική ανάπτυξη και απόδοσή της. Από πού προέρχεται αυτό το νερό? Βροχή Η ωφέλιμη βροχή είναι το ποσοστό της βροχής που μπορεί να χρησιμοποιηθεί από τις καλλιέργειες. Δεν είναι σταθερό και εξαρτάται από τα χαρακτηριστικά της βροχής, του εδάφους και της καλλιέργειας.

Προέλευση του νερού που διατίθεται στο φυτό Υγρασία εδάφους Οι βροχές, η τήξη του χιονιού την άνοιξη και η κατάκλυση των χωραφιών με νερό από πλημμύρες έχουν ως αποτέλεσμα την αύξηση της υγρασίας στο ριζόστρωμα. Υπόγειο νερό Συνεκτικά εδάφη: μεγάλο ύψος ανόδου με βραδύ ρυθμό ≠ ελαφρά εδάφη

Καθαρές σε νερό ανάγκες των καλλιεργειών Όταν δεν καλύπτουν τις ανάγκες σε νερό οι παραπάνω παράγοντες, είναι αναγκαίο να προστεθεί νερό με άρδευση. Έτσι, οι καθαρές ανάγκες σε νερό δίνονται από τη σχέση: In=ETC – (Pe + GW + SM) Όπου: ETC η εξατμισοδιαπνοή της καλλιέργειας Pe η ωφέλιμη βροχόπτωση GW η συμβολή του υπόγειου νερού SM το αποθηκευμένο νερό στη ζώνη του ριζοστρώματος κατά την έναρξη της βλαστικής περιόδου.

Ολικές σε νερό ανάγκες των καλλιεργειών Εκτός των καθαρών αναγκών σε νερό, απαιτούνται πρόσθετες ποσότητες νερού: Έκπλυση των αλάτων που συγκεντρώνονται στο ριζόστρωμα ως συνέπεια της άρδευσης. Κάλυψη απωλειών κατά τη μεταφορά του νερού και την εφαρμογή του.

Έκπλυση των αλάτων Όταν η τιμή της οσμωτικής πίεσης του εδαφικού διαλύματος από την υπερβολική χρήση λιπασμάτων (ή) και από άρδευση με αλατούχο νερό ξεπεράσει την τιμή της οσμωτικής πίεσης του κυτταρικού χυμού, τότε τα φυτά αδυνατούν να απορροφήσουν νερό (και κατ’ επέκταση θρεπτικά συστατικά), (Θεοδώρου, Πασχαλίδης, 1999) έχουμε προβλήματα αλατότητας στο έδαφος.

Έκπλυση των αλάτων Μέτρο για τον υπολογισμό του νερού έκπλυσης αποτελεί η ανθεκτικότητα των καλλιεργειών σε διάφορα επίπεδα αλατότητας. Αυτή εκφράζεται έμμεσα με την ηλεκτρική αγωγιμότητα εκχυλίσματος κορεσμού του εδάφους.

Επίδραση της συγκέντρωσης αλάτων στο έδαφος στην απόδοση διαφόρων καλλιεργειών βάσει της ECs

Ο συντελεστής έκπλυσης (LR) Είναι η ελάχιστη ποσότητα νερού, εκφρασμένη ως κλάσμα της εξατμισοδιαπνοής της καλλιέργειας που πρέπει να διηθηθεί βαθιά μέσα στη ζώνη του ριζοστρώματος για να διατηρήσει την αλατότητα του εδάφους σε ένα προκαθορισμένο επίπεδο.

Ο συντελεστής έκπλυσης (LR) Δίνεται από τη σχέση: (1) ή (2) Ανάλογα με τον τύπο του εδάφους και τον τύπο άρδευσης χρησιμοποιείται η (1) ή η (2). Όπου: ECW η ηλεκτρική αγωγιμότητα του αρδευτικού νερού σε mmhos / cm ECS η ηλεκτρική αγωγιμότητα του εκχυλίσματος κορεσμού που αντιστοιχεί σε μια καλλιέργεια και το επιθυμητό επίπεδο απόδοσής της. EC50 είναι η ηλεκτρική αγωγιμότητα σε mmhos/cm που αντιστοιχεί σε απόδοση 50% της καλλιέργειας.

Η αποτελεσματικότητα της έκπλυσης κυμαίνεται από 100% μέχρι 30%, και εκφράζεται από τον συντελεστή αποτελεσματικότητας έκπλυσης El Έτσι οι (1) και (2) γίνονται: και αντίστοιχα. Είναι πάντοτε απαραίτητο μαζί με κάθε αρδευτικό να κατασκευάζεται και το αντίστοιχο στραγγιστικό δίκτυο, ώστε να διατηρείται αφ' ενός το ριζόστρωμα ελεύθερο από υπερβολική υγρασία και αφ' ετέρου να εξασφαλίζονται οι κατάλληλες συνθήκες για την απομάκρυνση του νερού έκπλυσης.

Απώλειες μεταφοράς και εφαρμογής του νερού άρδευσης Στην εκτίμηση των ολικών σε νερό αναγκών πρέπει να περιλαμβάνεται ένας αναλογικός συντελεστής ενδεικτικός των απωλειών: ονομάζεται αρδευτική αποδοτικότητα Η αποδοτικότητα του δικτύου μεταφοράς (Ε1) Qs το νερό που φτάνει στις υδροληψίες Qin το νερό που παροχετεύτηκε από τη πηγή τροφοδοσίας Η αποδοτικότητα του δικτύου εφαρμογής (Ε2) Qf το νερό που φτάνει στην αρχή του χωραφιού Qs το νερό που παροχετεύτηκε στην υδροληψία του αγωγού εφαρμογής

Αρδευτική αποδοτικότητα Η αποδοτικότητα εφαρμογής του νερού (Εf) Ms το νερό που αποθηκεύτηκε στη ζώνη του ριζοστρώματος και είναι 100% διαθέσιμο Qf το νερό που διατέθηκε συνολικά στο χωράφι Η αποδοτικότητα του αρδευτικού δικτύου (Ep) Είναι η αναλογία ανάμεσα στο νερό που αποθηκεύτηκε στο ριζόστρωμα (Ms) και αυτού που παροχετεύτηκε… στην πηγή τροφοδοσίας του δικτύου Qin. Η αποδοτικότητα διανομής του νερού (Ed)

Παράγοντες που επηρεάζουν τις αποδοτικότητες Η αποδοτικότητα διανομής νερού Εd : Μέγεθος του αρδευτικού δικτύου Αριθμό και είδος καλλιεργειών Είδος του δικτύου διανομής Έργα ρύθμισης ροής Η αποδοτικότητα εφαρμογής του νερού Εf: Μέθοδο άρδευσης Επιδεξιότητα – εμπειρία χρηστών

Αποδοτικότητα διανομής & εφαρμογής

Ποσότητα νερού που δίνεται με άρδευση Η ποσότητα νερού που δίνεται με άρδευση πρέπει να καλύπτει: τις καθαρές σε νερό ανάγκες των καλλιεργειών (Ιn), τις απαιτούμενες ποσότητες για έκπλυση και τις απώλειες κατά την μεταφορά και εφαρμογή του στο χωράφι. Έτσι η It που αντιπροσωπεύει τις ολικές ανάγκες σε νερό υπολογίζεται από τη σχέση: Όπου Ε η αρδευτική αποδοτικότητα και LR ο συντελεστής έκπλυσης.

Δόση άρδευσης Όταν η ωφέλιμη υγρασία ενός χωραφιού εξαντληθεί πρέπει να αναπληρωθεί με άρδευση, εφόσον σκοπός μας είναι η κανονική ανάπτυξη και απόδοση των καλλιεργειών. Η δόση άρδευσης ισούται με την ωφέλιμη υγρασία USM (ας θυμηθούμε τον τύπο)…που είναι η καθαρή δόση άρδευσης Αν δε προσθέσουμε την έννοια της αποδοτικότητας εφαρμογής του νερού στο χωράφι (Ef), τότε η ανωτέρω γίνεται: …που είναι το συνολική δόση άρδευσης.

Δόση άρδευσης για την έκπλυση d΄ Για την έκπλυση: εάν n είναι ο αριθμός των αρδεύσεων που εφαρμόζονται κατά τη διάρκεια της αρδευτικής περιόδου, ΕΤs είναι η εποχιακή εξατμισοδιαπνοή, και LR είναι ο συντελεστής έκπλυσης, η πρόσθετη ποσότητα νερού που πρέπει να εφαρμόζεται με κάθε άρδευση για να διατηρείται το επίπεδο των αλάτων σταθερό είναι:

Διάρκεια άρδευσης => Η διάρκεια άρδευσης είναι ο χρόνος που απαιτείται για να εφαρμοσθεί στο χωράφι νερό ίσο με το βάθος άρδευσης και είναι συνάρτηση της διηθητικότητας του εδάφους. Για να συμπληρωθεί μια άρδευση, στο έδαφος πρέπει να διηθηθεί νερό ίσο με το βάθος άρδευσης. Αν στη σχέση του Kostiakov, όπου y αντικαταστήσω με το βάθος άρδευσης dj, και λύσω ως προς το χρόνο t τότε: => y = dj Αυτός ο χρόνος θα αντιστοιχεί στη διάρκεια άρδευσης, αφού αντιστοιχεί στο χρόνο που κάνει το νερό για να διηθηθεί ίσο με το βάθος άρδευσης.

Εύρος άρδευσης Εύρος άρδευσης είναι το χρονικό διάστημα που μεσολαβεί μεταξύ δύο διαδοχικών αρδεύσεων και είναι ανάλογο του βάθους άρδευσης και της ημερήσιας εξατμισοδιαπνοής. Δεδομένου ότι το βάθος άρδευσης είναι σταθερό, το εύρος άρδευσης θα κυμαίνεται ανάλογα με την ημερήσια εξατμισοδιαπνοή (ETd). Άρα:

Πρόγραμμα άρδευσης 1. Υπολογίζονται οι καθαρές σε νερό ανάγκες για κάθε μήνα με τη σχέση In = Etc – (Pe + GW + SM) και, με βάση αυτό, χαράσσεται η καμπύλη (1) στο σχήμα 2. Η ευθεία γραμμή που αντιστοιχεί στο μηδέν της κλίμακας της υγρασίας αντιπροσωπεύει την ελάχιστη επιτρεπόμενη υγρασία και αποτελεί το κάτω όριο της ωφέλιμης υγρασίας, σε αντιδιαστολή προς το σημείο μόνιμης μάρανσης που αποτελεί το κάτω όριο της διαθέσιμης υγρασίας. 3. Υπολογίζεται η ωφέλιμη υγρασία για κάθε μήνα με τη σχέση του dn και μεταφέρεται στο σχήμα με τη μορφή της καμπύλης (2). 4. Όταν η καμπύλη (1) συναντήσει την ευθεία που αντιπροσωπεύει την ελάχιστη επιτρεπόμενη υγρασία γίνεται η πρώτη άρδευση με καθαρό βάθος άρδευσης ίσο με την ωφέλιμη υγρασία που αντιστοιχεί στο μήνα που γίνεται η άρδευση. Το βάθος αυτό αντιπροσωπεύεται από το μήκος της κατακόρυφης ευθείας (3) ανάμεσα στο μηδέν και την καμπύλη (2). Η θέση της ευθείας αυτής δίνει επίσης και την ημερομηνία άρδευσης. 5. Από το σημείο τομής των καμπύλών (2) και (3) φέρεται η ευθεία ή τεθλασμένη γραμμή (4) παράλληλη προς το τμήμα της καμπύλης (1) που αντιστοιχεί στην ίδια περίοδο μέχρι να συναντήσει πάλι τη γραμμή της ελάχιστης επιτρεπόμενης υγρασίας, οπότε εφαρμόζεται η δεύτερη άρδευση κ.ο.κ.

Πρόγραμμα άρδευσης Πρόγραμμα άρδευσης μ’ αυτό καθορίζεται: Ο αριθμός των αρδεύσεων που πρέπει να γίνουν κατά τη διάρκεια της βλαστικής περιόδου μιας καλλιέργειας, Οι ημερομηνίες άρδευσης και Το νερό που πρέπει να εφαρμόζεται με κάθε άρδευση, έτσι που στο χωράφι να υπάρχει πάντοτε υγρασία που να προσλαμβάνεται με ευχέρεια από την καλλιέργεια καθ' όλη τη διάρκεια της βλαστικής περιόδου.

ΑΡΔΕΥΣΗ ΜΕ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΥΣ ΜΟΥΡΟΥΤΟΓΛΟΥ ΧΡΗΣΤΟΣ Καθηγητής εφαρμογών

Γενικές αρχές και έννοιες Άρδευση είναι η τεχνική που ακολουθούμε προκειμένου να εφοδιάσουμε με την αναγκαία ποσότητα νερού τις καλλιέργειες έτσι ώστε να εξασφαλίσουμε ικανοποιητική ανάπτυξη των καλλιεργούμενων φυτών με τη μέγιστη ποιοτική και ποσοτική απόδοση. Η άρδευση επιτυγχάνει όταν αποθηκεύεται νερό στο χωράφι ίσο με το καθαρό βάθος άρδευσης, κατά τέτοιο τρόπο που οι απώλειες σε βαθιά διήθηση και επιφανειακή απορροή να είναι οι μικρότερες δυνατές. Προϋπόθεση για να επιτευχθεί κάτι τέτοιο, (πετυχημένη άρδευση) είναι το νερό να εφαρμοστεί ομοιόμορφα σε όλη την επιφάνεια του εδάφους και να παραμείνει όσο χρόνο χρειάζεται για την αποθήκευση του καθαρού βάθους άρδευσης.

Οι τρεις βασικές κατηγορίες μεθόδων άρδευσης Επιφανειακή άρδευση Καταιονισμός Στάγδην άρδευση

Επιφανειακή άρδευση Εφαρμογή στην επιφάνεια του χωραφιού είτε στατικά είτε κινούμενο Στατικά (οριζόντια): Κατάκλυση Κινούμενο (κεκλιμένη): Περιορισμένη διάχυση, αυλάκια

Ομοιομορφία και αποδοτικότητα της άρδευσης Εξαρτώνται από: Παροχή της άρδευσης Μήκος της διαδρομής που διατρέχει το νερό Η διηθητικότητα του εδάφους Η ταχύτητα ροής του νερού που εξαρτάται: Κλίση Τραχύτητα της αρδευόμενης επιφάνειας Πυκνότητα της καλλιέργειας που ενδεχομένως διαμέσου αυτής, κινείται

Καμπύλες προώθησης, αποχώρησης και άρδευσης

Ο σωστός σχεδιασμός της επιφανειακής μεθόδου άρδευσης Ποσοτική εκτίμηση: Του βάθους άρδευσης (δόση άρδευσης)- καθαρό και ολικό Ταχύτητα κίνησης του νερού (~ κλίση / τραχύτητα / παροχή ) Μέγιστη αντιδιαβρωτική παροχή & Καταλληλότητα για επιφανειακή άρδευση: Σχήμα Διαστάσεις χωραφιού Ανάγλυφο επιφάνειας Βάθος εδάφους Προβλήματα υποστράγγισης και ...

Ο σωστός σχεδιασμός της επιφανειακής μεθόδου άρδευσης ... η διηθητικότητα του εδάφους (Kostiakov) Η διηθητικότητα για επιφανειακές μεθόδους άρδευσης της Soil Conservation Service των Η.Π.Α. : y = a · Tb + c Όπου: y η διηθητικότητα σε mm, Τ ο χρόνος που το νερο είναι σε επαφή με το έδαφος (min) a, b , c είναι σταθερές που λαμβάνουν συγκεκριμένες τιμές για κάθε ομάδα διηθητικότητας

Η διηθητικότητα στην άρδευση με αυλάκια: y = (a · Tb + c ) ·(P / W) Όπου: P η διαβρεχόμενη περίμετρος του αυλακιού W η ισαποχή των αυλακιών

Άρδευση με κατάκλυση Διαίρεση του χωραφιού με χωμάτινα αναχώματα σε οριζόντιες λεκάνες Μηδική, χορτοδοτικές καλλιέργειες, ρύζι Γραμμικές καλλιέργειες όπως ζαχαρότευτλα, το βαμβάκι και το καλαμπόκι. Εδάφη με μέτρια ή μικρή διηθητικότητα Καλά ισοπεδωμένο χωράφι, με μικρούς χρόνους παραμονής του νερού  καλές αποδόσεις

Άρδευση με κατάκλυση Μικρές λεκάνες όταν: 1. Απότομη κλίση μιας πλαγιάς 2. Αμμώδες έδαφος 3. Μικρή η διαθέσιμη παροχή του νερού στη λεκάνη 4. Μικρό το απαιτούμενο βάθος άρδευσης 5. Η προετοιμασία της λεκάνης γίνεται με ζώα ή με εργάτες.

Άρδευση με κατάκλυση Αν υπάρχει κλίση, Προς τη διεύθυνση ροής Η υψομετρική διαφορά μεταξύ των 2 άκρων της λεκάνης να μην υπερβαίνουν το μισό του καθαρού βάθους άρδευσης Έργα απομάκρυνσης του πλεονάζοντος νερού (υπεράρδευση, έντονη βροχόπτωση)δίκτυο επιφανειακής απομάκρυνσης του νερού ιδίως σε εδάφη χαμηλής διηθητικότητας

Το προσωρινό ανάχωμα κατασκευάζεται κάθε καλλιεργητική περίοδο. Μόνιμο ανάχωμα Το μόνιμο ανάχωμα έχει μεγάλη διάρκεια ζωής και απαιτεί μεγάλο διάστημα για τη τελική του διαμόρφωση με διαρκή συμπίεση. Το προσωρινό ανάχωμα κατασκευάζεται κάθε καλλιεργητική περίοδο. Προσωρινό ανάχωμα

Άρδευση με περιορισμένη διάχυση

Άρδευση με περιορισμένη διάχυση Διαίρεση του χωραφιού σε λωρίδες με κατασκευή παράλληλων αναχωμάτων κατά τη μέγιστη κλίση. Τα αναχώματα χρησιμεύουν στη καθοδήγηση του νερού καθώς κυλά κατά μήκος της κλίσης του χωραφιού Τα αναχώματα μπορούν να φτάσουν σε μήκος και τα 800m, και πλάτος από 3 - 30m. Κλίση μικρότερη του 0,5%. Εφαρμόζεται όμως σε κλίσεις έως 2% για καλλιέργειες αραιής και 4% για καλλιέργειες πυκνής σποράς.

Άρδευση με περιορισμένη διάχυση Παροχέτευση του νερού από το άνω άκρο των λωρίδων. Η παροχή διακόπτεται όταν έχει παροχετευθεί στη λωρίδα ο απαιτούμενος όγκος νερού. Για πόση ώρα το παροχετεύουμε; Στη περίπτωση που έχουμε ένα αργιλώδες έδαφος, σταματάμε την παροχέτευση όταν το νερό έχει καλύψει το 60% της έκτασης της λωρίδας. Στην περίπτωση ενός πηλώδους και ενός αμμώδους εδάφους, τα ποσοστά ανέρχονται στα 80 και 100% αντίστοιχα.

Άρδευση με περιορισμένη διάχυση Κατάλληλη για μέσης διηθητικότητας εδάφη. Προτιμούνται εδάφη βαθειά, αργιλώδη ή πηλώδη. Εφαρμόζεται συνήθως σε μηδική, χορτοδοτικές και δημητριακά, οπωρώνες και αμπελώνες. Άρδευση με λωρίδες

Άρδευση με αυλάκια Άρδευση γραμμικών καλλιεργειών Κατεύθυνση προς τη μέγιστη κλίση Παροχέτευση με μικρή σχετικά παροχή Δεν διαβρέχεται το σύνολο της έκτασης του χωραφιού.

Άρδευση με αυλάκια Γραμμικές καλλιέργειες όπως αραβόσιτος, ηλίανθος, σόγια Καλλιέργειες ευαίσθητες σε πλημμύρες, όπως τομάτες, λαχανικά, πατάτες, φασόλια αλλά και Δέντρα όπως εσπεριδοειδή ή και αμπέλια.

Άρδευση με αυλάκια Πλευρική και κατακόρυφη διήθηση ~ συνεκτικότητα και ομοιομορφία εδάφους Αμμώδες έδαφος Πηλώδες έδαφος Αργιλώδες έδαφος

Άρδευση με αυλάκια Η διάβρωση είναι μεγαλύτερη απ’ ότι στις προηγούμενες μεθόδους Η παροχή είναι συνάρτηση των διαστάσεων και της διαβρωτικότητας των αυλακιών Εμπειρικά: Qm = 0.63 / S όπου, Qm η μέγιστη παροχή που μπορεί να δεχτεί το αυλάκι χωρίς κίνδυνο διάβρωσης και S η κλίση του αυλακιού ως ποσοστό επι τοις εκατό

Άρδευση με αυλάκια Στην αρχή της άρδευσης εφαρμόζεται η μεγαλύτερη επιτρεπόμενη παροχή Περιορισμός αυτής στο μισό μόλις το νερό φτάσει μέχρι το τέλος του αυλακιού → κάλυψη των αναγκών διήθησης από την αρχή μέχρι το τέλος του αυλακιού Σε οριζόντιο χωράφι, η επιφανειακή απορροή μηδενίζεται και βελτιώνεται η ομοιομορφία της άδρευσης με φράξιμο των κάτω άκρων των αυλακιών.

Κλίση αυλακιών Η κλίση δεν ξεπερνά το 0,5%. Συνήθως μια κλίση της τάξης του 0,05% είναι απαραίτητη για την απομάκρυνση του νερού κατά τη στράγγιση που ακολουθεί την άρδευση ή μια ισχυρή βροχόπτωση. Εάν η κλίση ξεπερνά το 0,5% θα είναι χρήσιμο να διαμορφωθεί ακολουθώντας υπό γωνία την κλίση του εδάφους. Εάν η κλίση είναι άνω του 3%, καλό είναι να αποφεύγεται αυτό το σχήμα και να δημιουργούνται πεζούλια.

Μήκος αυλακιών Σε αμμώδη εδάφη, το μήκος περιορίζεται λόγω αυξημένης ταχύτητας διήθησης. Αυξάνοντας το βάθος άρδευσης, αυξάνεται και το μήκος των αυλακιών, Η εκμηχάνιση της καλλιέργειας απαιτεί μεγαλύτερο μήκος αυλακιών, Εάν ξεπερνάμε το ιδεατό μήκος των αυλακιών για την κάλυψη του μήκους του χωραφιού, δεν είναι πρόβλημα η επέκταση αυτών έως το μήκος του χωραφιού ΟΧΙ ΝΑΙ

Μήκος αυλακιών Ανάλογα με τα χαρακτηριστικά του εδάφους το μήκος κυμαίνεται από 80 – 600 m (επίπεδα εδάφη), 60-120 m σε επικλινή εδάφη, ακολουθώντας τις ισοκλινείς

Σχήμα / Απόσταση αυλακιών Τα σχήματα διαμορφώνονται ανάλογα με τον τύπο του εδάφους και την διαθέσιμη παροχή . Η διαφοροποίηση των σχημάτων οφείλεται στην διαφορετική ταχύτητα διήθησης ανάλογα με τον τύπο του εδάφους που πρόκειται να αρδευτεί. Όσο αυξάνεται η παροχή κατά κανόνα αυξάνεται και το πλάτος του αυλακιού. Η απόσταση καθορίζεται από τον τύπο του εδάφους και τη καλλιεργητική πρακτική. Η απόσταση 30-60cm για αμμώδη εδάφη και 75-150 cm για αργιλώδη εδάφη.

Σχήμα αυλακιών Αμμώδες έδαφος Αργιλώδες έδαφος

Κατανομή αλάτων στο έδαφος Λόγω της πλευρικής κίνησης του νερού, τα άλατα συγκεντρώνονται στο έδαφος μεταξύ των αυλακιών και κοντά στην επιφάνεια των ράχεων Αντιπαρερχόμαστε του προβλήματος με διαδοχική αλλαγή της θέσης των αυλακιών ή εφαρμογή προάρδευσης με κατάκλυση, περιορισμένη διάχυση ή καταιονισμό.

Πλεονεκτήματα επιφανειακών μεθόδων άρδευσης Απαιτεί μικρό κεφάλαιο. Η ενέργεια μεταφοράς του νερού είναι σχεδόν μηδενική. Μικρό κόστος λειτουργίας. Δεν υπάρχουν οι δυσκολίες συντήρησης του συστήματος αυτού. Απαιτεί ανειδίκευτη εργασία.

Μειονεκτήματα επιφανειακών μεθόδων άρδευσης Απαιτεί πολύ χειρωνακτική εργασία. Αν το χωράφι έχει κλίση απαιτεί ισοπέδωση. Σπατάλη νερού. Ξοδεύουμε πολύ περισσότερο νερό. Για να γίνει μελέτη και εφαρμογή χρειαζόμαστε την εξίσωση διήθησης στο χωράφι. Διήθηση = f (χρόνου, χώρου). Η μέθοδος αυτή δεν εφαρμόζεται σε χωράφι με πολύ μεγάλη ή πολύ μικρή διηθητικότητα.

ΑΡΔΕΥΣΗ ΜΕ ΚΑΤΑΙΟΝΙΣΜΟ ΜΟΥΡΟΥΤΟΓΛΟΥ ΧΡΗΣΤΟΣ Καθηγητής εφαρμογών

Γενική περιγραφή Στον καταιονισμό το νερό εφαρμόζεται σε όλη την επιφάνεια του χωραφιού και διηθείται στο έδαφος κατακόρυφα υπό ακόρεστες συνθήκες ροής. Εφαρμόζεται σε ποικιλία εδαφικών συνθηκών εξυπηρετώντας ακόμη και ιδιαίτερες περιπτώσεις εδαφών. Αποτελείται από : το αντλητικό συγκρότημα το δίκτυο μεταφοράς το δίκτυο εφαρμογής με τους καταιονιστήρες.

Καταιονιστήρες Οι καταιονιστήρες κατασκευάζονται σε πολλά είδη και μεγέθη για την εξυπηρέτηση μεγάλου εύρους καλλιεργειών: Μικροί [0,8 - 2,0 atm, 35 - 400 lt / h, 1.5 - 5 m] Περιστροφικού τύπου βραδείας περιστροφής [1,5 - 3,0 atm, 0,5 - 5,0 m3/h, 6 - 30 m] Μεγάλοι, υψηλής πίεσης, περιστροφικού τύπου [3,0 - 7,0 atm, 20 - 150 m3/h, 30 - 80m]

Διάκριση συστημάτων καταιονισμού Ανάλογα με τον τρόπο εγκατάστασης και λειτουργίας: Μόνιμα: Οι αγωγοί μεταφοράς και εφαρμογής είναι υπόγειοι (μόνιμες οι θέσεις τους) Ημιμόνιμα: Οι αγωγοί εφαρμογής είναι μεταφερόμενοι (π.χ. οπωρώνες) Μεταφερόμενα: Όλα τα τμήματα είναι κινητά (ετήσιες καλλιέργειες, μηδική κ.α.)

Μόνιμα συστήματα

Ημιμόνιμο σύστημα

Μεταφερόμενο σύστημα

Διάκριση συστημάτων καταιονισμού Ξεχωριστή κατηγορία είναι τα αυτοκινούμενα με διάφορες υποκατηγορίες: Αυτοκινούμενη γραμμή άρδευσης Ο αυτοκινούμενος εκτοξευτήρας υψηλής πίεσης Ο συρόμενος εκτοξευτήρας

Αυτοκινούμενη γραμμή άρδευσης

Ο αυτοκινούμενος εκτοξευτήρας υψηλής πίεσης

Ο συρόμενος εκτοξευτήρας

Ορισμοί Εκτοξευτήρες είναι οι μηχανισμοί των δικτύων άρδευσης, που εκτοξεύουν νερό σε μια επιφάνεια. Αποτελούν το τελευταίο τμήμα του συστήματος άρδευσης με τεχνητή βροχή. Με τους μηχανισμούς που διαθέτουν, διασπούν και διασκορπίζουν το νερό σε μορφή σταγονιδίων στο έδαφος.

Ορισμοί Παροχή εκτοξευτήρα είναι η ποσότητα του νερού που εφαρμόζει ο εκτοξευτήρας σε lt ή m3 στη μονάδα του χρόνου. Είναι ανάλογη: Της διαμέτρου του ακροφυσίου, (το άκρο από το οποίο εκτοξεύεται το νερό), Της κατασκευής του ακροφυσίου, Της πίεσης με την οποία το νερό φτάνει στον εκτοξευτήρα, Του ανέμου που πνέει την ώρα της εφαρμογής.

Ορισμοί Ακτίνα διαβροχής ακροφυσίου (m) είναι η ακτίνα που μπορεί να αρδεύσει αποτελεσματικά ο εκτοξευτής με δεδομένα τη πίεση λειτουργίας και τον άνεμο. Πίεση λειτουργίας ακροφυσίου (bar) είναι η πίεση εκείνη που εξασφαλίζει την ασφαλή και αποτελεσματική λειτουργία του εκτοξευτήρα.

Ορισμοί Γωνία εκτόξευσης (Χº) είναι η γωνία με την οποία η δέσμη του νερού εκτοξεύεται μέσω του ακροφυσίου από τον εκτοξευτήρα. Ταχύτητα εφαρμογής του ακροφυσίου (mm/h) είναι το ύψος του νερού (mm) που αποδίδει ο εκτοξευτήρας σε δεδομένη πίεση λειτουργίας, στο έδαφος στη μονάδα του χρόνου (1 ώρα = 1 hour).

Παράδειγμα υπόγειου αυτοανυψούμενου εκτοξευτήρα (τύπου pop-up) με πίνακα αποδόσεων

Υδραυλικά εξαρτήματα Για τη συναρμολόγηση σωλήνων και άλλων υδραυλικών εξαρτημάτων: Ταχυσύνδεσμοι Βαλβίδες Διακόπτες Ρυθμιστές πίεσης Μετρητές πίεσης και παροχής Το υλικό κατασκευής τους Διασφάλιση της ορθής λειτουργίας του δικτύου

Το δίκτυο εφαρμογής Το δίκτυο εφαρμογής αποτελείται από αγωγούς που το μήκος τους είναι ίσο με το πλάτος του χωραφιού που πρόκειται να αρδευτεί. Πάνω στους σωλήνες τοποθετούνται οι καταιονιστήρες Ο αριθμός των καταιονιστήρων είναι ανάλογος με την παροχή και την ακτίνα εκτόξευσής τους. Η διάταξη των εκτοξευτήρων μπορεί να είναι τριγωνική, ορθογώνια κ.λ.π.

Το δίκτυο εφαρμογής Σκοπός μας είναι η επίτευξη ομοιόμορφης κατανομής του νερού που επηρεάζεται σημαντικά και από την ταχύτητα του ανέμου. Πρακτικά επιβάλλεται διακοπή της άρδευσης με ταχύτητες ανέμου >16km/h. Ο ρυθμός εφαρμογής του νερού θα πρέπει πάντοτε να είναι μικρότερος ή ίσος από τη διηθητικότητα του εδάφους που αντιστοιχεί σε χρόνο ίσο με τη διάρκεια της άρδευσης. Από τον ρυθμό εφαρμογής επιλέγεται αρχικά ο κατάλληλος τύπος καταιονιστήρα.

Απόσταση καταιονιστήρων Προτεινόμενη ακτίνα διαβροχής (Π.Α.Δ.) από τον κατασκευαστή. Η θεωρητική κατανομή του καταιονιστήρα, Οι απαιτήσεις επικάλυψης. Η απόσταση μεταξύ των καταιονιστήρων θα πρέπει να βασιστεί στις απαιτήσεις επικάλυψης για τη συγκεκριμένη σειρά των εκτοξευτήρων λαμβάνοντας υπόψη τους επικρατούντες ανέμους στη περιοχή.

Η τετραγωνική διάταξη εξυπηρετεί καλύτερα χώρους με κανονικά γεωμετρικά σχήματα Η τριγωνική διάταξη εξυπηρετεί καλύτερα την άρδευση χώρων με ακανόνιστο σχήμα, επιτρέποντας την τοποθέτηση των καταιονιστήρων σε μεγαλύτερες αποστάσεις.

Διάταξη βάσει της ταχύτητας των επικρατούντων ανέμων Α. Τριγωνική διάταξη Άπνοια: στο 60% της διαμέτρου του κύκλου διαβροχής Άνεμος 6,0 km/h: στο 55% της διαμέτρου του κύκλου διαβροχής Άνεμος 13,0 km/h: στο 50% της διαμέτρου του κύκλου διαβροχής τους

Διάταξη βάσει της ταχύτητας των επικρατούντων ανέμων Β. Τετραγωνική διάταξη Άπνοια: στο 50% της διαμέτρου του κύκλου διαβροχής Άνεμος 6,0 km/h: στο 45% της διαμέτρου του κύκλου διαβροχής Άνεμος 13,0 km/h: στο 40% της διαμέτρου του κύκλου διαβροχής τους

Δίκτυο μεταφοράς Το δίκτυο μεταφοράς έχει προορισμό να μεταφέρει τη απαιτούμενη ποσότητα νερού σε όλα τα σημεία της αρδευόμενης έκτασης, με την απαραίτητη πίεση (φορτίο) για την κανονική λειτουργία των αγωγών εφαρμογής ακόμη και κατά την περίοδο αιχμής ζήτησης νερού από τις καλλιέργειες. Q = A ·dt / I · H Q είναι η παροχή σε m3 / h, A η έκταση σε στρέμματα, dt είναι το συνολικό βάθος άρδευσης (mm), Ι είναι το εύρος άρδευσης σε ημέρες και H η ημερήσια λειτουργία του δικτύου σε ώρες (h).

Σχετικά με τις απώλειες φορτίου Κύριο μέλημα κατά τον υπολογισμό των αγωγών μεταφοράς ενός δικτύου είναι να κρατηθούν χαμηλά οι απώλειες φορτίου. Αν το φορτίο για τη λειτουργία του δικτύου παρέχεται από αντλητικό συγκρότημα, οι διάμετροι των αγωγών πρέπει να επιλέγονται έτσι που να υπάρχει εξισορρόπηση μεταξύ της αρχικής δαπάνης εγκατάστασης και του κόστους λειτουργίας του αντλητικού συγκροτήματος.

Αυτοκινούμενοι εκτοξευτήρες υψηλής πιέσεως Ο αυτοκινούμενος εκτοξευτήρας υψηλής πιέσεως (κοινώς καρούλι) τροφοδοτείται με νερό μέσω ενός εύκαμπτου πλαστικού σωλήνα και κινείται από το ένα μέχρι το άλλο άκρο του χωραφιού αρδεύοντας μια λωρίδα εδάφους. Το όλο συγκρότημα αποτελείται από ένα φορείο πάνω στο οποίο βρίσκεται ο εκτοξευτήρας και από ένα άλλο φορείο που φέρει ένα τύμπανο στο οποίο τυλίγεται ο εύκαμπτος σωλήνας. Το πλάτος της λωρίδας που αρδεύεται κάθε φορά εξαρτάται από τη διάμετρο εκτόξευσης του νερού και την ταχύτητα του ανέμου.

Χαρακτηριστικά του εκτοξευτήρα Ο κάθε εκτοξευτήρας χαρακτηρίζεται από: Τη διάμετρο του ακροφυσίου Τον τύπο του ακροφυσίου (επιστομίου), Το φορτίο κάτω από το οποίο λειτουργεί Τη γωνία εκτόξευσης (18° μέχρι 32° ).

Ακροφύσια Κωνικά ακροφύσια (επιστόμια) δίνουν Ακροφύσια με δακτυλίους Μεγαλύτερη ακτίνα εκτόξευσης που συνεπάγεται Μεγαλύτερο πλάτος αρδευόμενης λωρίδας Μικρότερο ρυθμό καταιόνισης Ακροφύσια με δακτυλίους Καλύτερο καταμερισμό των σταγόνων σε χαμηλές πιέσεις, Πολύ σημαντικό για την άρδευση ευαίσθητων καλλιεργειών

Ο ρυθμός εφαρμογής (ένταση καταιόνισης) Πρέπει να μην υπερβαίνει τη διηθητικότητα του εδάφους για την αποφυγή επιφανειακής απορροής. Ο ρυθμός αυτός υπολογίζεται κατά προσέγγιση με τη σχέση: Όπου: J είναι ο κατά προσέγγιση ρυθμός εφαρμογής ή ένταση καταιόνισης από ένα μετακινούμενο εκτοξευτήρα σε mm/h, Q είναι η παροχή του καταιονιστήρα σε m3/h, R είναι η ακτίνα εκτόξευσης σε m, D είναι η διάμετρος διαβροχής σε m και φ° είναι η γωνία περιστροφής του καταιονιστήρα (μέρος του κύκλου που διαβρέχεται σε μοίρες).

Φορείο τυμπάνου Οι κυριώτεροι παράγοντες που επηρεάζουν την ικανότητα του συγκροτήματος να διατηρεί σταθερή ταχύτητα είναι: Η παροχή, Το φορτίο, Η δύναμη έλξης του σωλήνα που μεταβάλλεται ανάλογα με το μήκος και τη διάμετρο του Ο τύπος και το ανάγλυφο του εδάφους πάνω στο οποίο σύρεται.

Πλάτος αρδευόμενης λωρίδας Είναι συνάρτηση: Της διαμέτρου διαβροχής που εξασφαλίζει ο εκτοξευτήρας Της ομοιομορφίας εφαρμογής του νερού, η οποία επηρεάζεται σημαντικά από: Την ταχύτητα και τη διεύθυνση του ανέμου, Την παροχή του εκτοξευτήρα, Τη γωνία εκτόξευσης, Τον τύπο του ακροφυσίου και Το φορτίο στον εκτοξευτήρα.

Ταχύτητα μετακίνησης του εκτοξευτήρα Ρυθμίζεται έτσι που να γίνονται μια ή, το πολύ, δύο διαδρομές την ημέρα.

Ολικό Βάθος άρδευσης dt είναι το ολικό βάθος άρδευσης σε mm, Q είναι η παροχή του εκτοξευτήρα σε m3/h, W είναι το πλάτος της λωρίδας σε m και S είναι η ταχύτητα μετακίνησης του εκτοξευτήρα σε m/h.

Καθαρό βάθος άρδευσης (dn) Πολλαπλασιάζοντας το ολικό βάθος άρδευσης dt με την αποδοτικότητα του συστήματος (που κυμαίνεται από 65 έως 80%)

Απώλειες φορτίου του αγωγού και του φορείου του τύμπανου Οι πλαστικοί σωλήνες που χρησιμοποιούνται στα καρούλια: Έχουν μήκος περίπου 300 m, Είναι εύκαμπτοι, με ισχυρά τοιχώματα που αντέχουν σε υψηλές πιέσεις Είναι ικανοί να έλκουν το φορείο του εκτοξευτήρα υπερνικώντας και την αντίσταση του εδάφους με το οποίο βρίσκονται σε επαφή. Οι προδιαγραφές των σωλήνων αυτών καθώς και οι γραμμικές απώλειες δίνονται από τους κατασκευαστές.

Ολικές γραμμικές απώλειες του αγωγού Οι (Ρ) υπολογίζονται με τη σχέση: Όπου: P οι απώλειες σε m Hf οι γραμμικές απώλειες σε m L το μήκος του αγωγού σε m

ΜΟΥΡΟΥΤΟΓΛΟΥ ΧΡΗΣΤΟΣ Καθηγητής εφαρμογών ΑΡΔΕΥΣΗ ΜΕ ΣΤΑΓΟΝΕΣ ΜΟΥΡΟΥΤΟΓΛΟΥ ΧΡΗΣΤΟΣ Καθηγητής εφαρμογών

Μέρη ενός δικτύου στάγδην άρδευσης Δίκτυο μεταφοράς Δίκτυο εφαρμογής Μονάδα ελέγχου

Δίκτυο μεταφοράς Κύριοι αγωγοί μεταφοράς Αγωγοί τροφοδοσίας (απαιτούμενη παροχή και φορτίο στις υδροληψίες των αγωγών εφαρμογής) Από υπόγειους PVC

Δίκτυο εφαρμογής Εύκαμπτοι σωλήνες (PE) Ø 12-16 (12-16mm) Τοποθέτηση ή ενσωμάτωση σταλακτήρων

Μονάδα ελέγχου Αμέσως μετά το αντλητικό συγκρότημα ή την υδροληψία Μετρητής ροής Φίλτρα Ρυθμιστές πίεσης Συσκευές εφαρμογής λιπασμάτων & φυτοφαρμάκων

Ορισμοί Σταλακτήρες (σταλάκτες): ονομάζονται οι διανεμητές νερού που χρησιμοποιούνται για τον εξοπλισμό των συστημάτων εντοπισμένης άρδευσης με σταγόνες. Πού χρησιμοποιούνται? Στην άρδευση: Δέντρων Θάμνων Ποωδών και εποχιακών φυτών Φυτών σε γλάστρες και ζαρντινιέρες. Ονομαστική παροχή: είναι η παροχή (lt / h) που περιγράφεται από τον κατασκευαστή. Η πραγματική παροχή είναι πάντοτε κατά ένα ποσοστό μικρότερη από την ονομαστική.

Ορισμοί Χαρακτηριστικά σταλακτών: Λειτουργούν σε χαμηλή πίεση (1-2 atm). Μικρή (λίγα λίτρα/ώρα) και ομοιόμορφη παροχή χωρίς επίδραση από μικρές αυξομειώσεις της πίεσης στον αγωγό εφαρμογής Μεγάλη διατομή ροής (αποφυγή εμφράξεων) Υλικό κατασκευής ανθεκτικό Ευκολόχρηστοι Μικρού κόστους

Κατάταξη των σταλακτών ανάλογα με την αρχή λειτουργίας τους:

Σταλάκτες μεγάλης διαδρομής Το νερό περνά από διόδους πολύ μικρής διατομής, που έχουν συνολικό μήκος 1 m περίπου. Με αυτό τον τρόπο προκαλείται απώλεια φορτίου. Μικροσωλήνες: Είναι λεπτοί σωληνίσκοι κατασκευασμένοι από πολυαιθυλένιο, με εσωτερική διάμετρο 0,5-1,1mm και μήκος 0,25-1,5 m. Η παροχή τους κατά την άρδευση εξαρτάται από την πίεση λειτουργίας τους, την εσωτερική διάμετρο και το μήκος τους και δίνεται στους πίνακες αποδόσεων τους Σκίτσο Μικροσωλήνα Σκίτσο Μικροσωλήνα

Σταλάκτες μεγάλης διαδρομής Μαιανδρικής διαδρομής: Σε αυτούς το νερό περνά από εναλλασσόμενες διευρύνσεις και στενώσεις, που το σχήμα τους μοιάζει με μαίανδρο και οι δίοδοι του νερού μοιάζουν με ελικώσεις. Είναι ιδανικοί για θερμοκήπια, καλλιέργειες λαχανικών και δέντρων. Μπορούν να είναι ενσωματωμένοι στον αρδευτικό σωλήνα ή να συνδέονται σε σειρά. Σταλάκτης μαιανδρικής διαδρομής για σύνδεση σε σειρά Ενσωματωμένος σταλάκτης μαιανδρικής διαδρομής

Σταλάκτες μεγάλης διαδρομής Σταλάκτης ελικοειδούς διαδρομής Πίνακας απόδοσης σταλακτήρα ελικοειδούς διαδρομής Ελικοειδούς διαδρομής: Σε αυτούς οι δίοδοι του νερού μοιάζουν με ελικώσεις. Συνδέεται με τη σγρόμπια σε σωλήνες διαφόρων διαμέτρων (12, 16, 25, 32 mm). Χρησιμοποιούνται σε δενδρώδεις καλλιέργειες και αμπέλια.

Σταλάκτες μεγάλης διαδρομής Σταλάκτης μικτής διαδρομής Οι δίοδοι του νερού είναι ελικοειδείς στην αρχή και ευθύγραμμοι στο τέλος Διάφραγμα Λαβύρινθος Κάλυμμα Βάση

Σταλάκτες μικρής διαδρομής Στους σταλάκτες αυτούς το νερό εξέρχεται από μια οπή πολύ μικρής διατομής. Με αυτό τον τρόπο προκαλείται απώλεια πίεσης. Σταλάκτες τύπου οπής Τύπου οπής: Το νερό εξέρχεται αρχικά από την οπή σε μορφή μικρού πίδακα, προσκρούει στο κάλυμμα και μετατρέπεται σε σταγόνες. Τύπου στροβίλου: Το νερό περνά αρχικά από μια οπή σε ένα θαλαμίσκο κυλινδρικού σχήματος, όπου με τη δημιουργία τυρβώδους κίνησης προκαλείται πτώση της πίεσης και στη συνέχεια ωθείται σε δεύτερο θαλαμίσκο από όπου εκρέει σε μορφή σταγόνων Και οι δύο τύποι συναντώνται σε καλλιέργειες λουλουδιών, λαχανικών αλλά και δέντρων

Ορισμοί Κατάταξη των σταλακτών ανάλογα: …με τη ρύθμιση της παροχής τους: Σταλάκτες πολλαπλής εξόδου …με τον αριθμό σταλακτών:

Σταλάκτες ανάλογα με τη ρύθμιση της παροχής τους Σταθερής παροχής με λόγχη Σταθερής παροχής Οι σταλάκτες αυτοί διατηρούν την παροχή τους ορισμένη και σταθερή σε δεδομένη πίεση. Ρυθμιζόμενης παροχής με λόγχη Ρυθμιζόμενης παροχής Οι σταλάκτες αυτοί για ορισμένη πίεση μεταβάλλουν την παροχή τους με ειδικό χειρισμό, είτε αυξάνοντας το μήκος της διαδρομής, είτε μειώνοντας τη διατομή της οπής εκροής.

Σταλάκτες ανάλογα με τη ρύθμιση της παροχής τους Αυτορυθμιζόμενοι σταλάκτες Διατηρούν τη παροχή τους σταθερή, όταν η πίεση μεταβάλλεται. Μειώνουν τη διατομή της εκροής όταν η πίεση αυξάνεται. Αυτορυθμιζόμενος σταλάκτης Παροχή = Εμβαδόν διατομής x Ταχύτητα νερού

Σωλήνας εφίδρωσης Με το σωλήνα αυτό έχουμε καταφέρει να έχουμε άρδευση με επιχωμάτωση του σωλήνα χωρίς οι ρίζες των φυτών να φράσσουν τους σταλακτήρες λόγω ύπαρξης ειδικών φίλτρων

Διατάξεις άρδευσης Για την ορθή σχεδίαση ενός συστήματος: Γνώση της κατανομής της υγρασίας στο έδαφος, ειδικά την πλευρική κίνηση, η οποία είναι συνάρτηση: των χαρακτηριστικών του εδάφους της παροχής του σταλακτήρα Ειδικότερα η μέγιστη διάμετρος διαβροχής D (m) συνδέεται με την παροχή q (l/h) του σταλάκτη και τη βασική διηθητικότητα (mm/h) με τη σχέση: D = [4q/π i]1/2

Διατάξεις άρδευσης Απλή ευθύγραμμη Οι αγωγοί εφαρμογής ακολουθούν τις γραμμές των φυτών μιας καλλιέργειας. Σχηματισμός μιας συνεχούς ζώνης διαβροχής με το επιθυμητό κατά περίπτωση πλάτος Οι σταλακτήρες τοποθετούνται σε απόσταση 0,8 της διαμέτρου διαβροχής

Διατάξεις άρδευσης Δύο παράλληλοι αγωγοί εφαρμογής, με βοηθητικούς ελικοειδείς αγωγούς, ή σταλακτήρες πολλαπλών εξόδων. Οπωρώνες Μέρος του εδάφους υγραίνεται: Σε νέους οπωρώνες μέχρι το 1/3 της επιφάνειας, σε παλαιότερους, έως και 50%.

Διατάξεις άρδευσης

Εξατμισοδιαπνοή και στάγδην άρδευση Η άρδευση με σταγόνες καλύπτει και εδώ με νερό τις ανάγκες της καλλιέργειας όπως εκφράζονται με την εξατμισοδιαπνοή. Εδώ οι απώλειες από εξάτμιση είναι ελάχιστες, έτσι το μεγαλύτερο μέρος της ET καλύπτεται από την διαπνοή της καλλιέργειας Υπερεκτίμηση της ET με τις μεθόδους που έχουν αναπτυχθεί σε προηγούμενο μάθημα Έτσι, ETt = ET· Pc/85 όπου Pc είναι το ποσοστό της επιφάνειας που καλύπτει η προβολή επί του εδάφους του φυλλώματος της καλλιέργειας

Καθαρή δόση άρδευσης (βάθος άρδευσης) Το νερό που εφαρμόζεται με κάθε άρδευση υπολογίζεται με τρόπο ανάλογο με αυτόν που έχει αναλυθεί σε προηγούμενη διάλεξη.Dn = p· USM = p·F·ASM=p·F· Όπου p είναι το ποσοστό ύγρανσης της επιφάνειας του εδάφους εκφρασμένο σαν κλάσμα.

Ολική δόση άρδευσης ή ολικό βάθος άρδευσης Ολική δόση: dt = dn/Ef Η αποδοτικότητα Ef υπολογίζεται από τη σχέση Ef = TR· EU όπου TR είναι το μέρος εκείνο του νερού που διηθήθηκε στο έδαφος το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί ωφέλιμα από το φυτό. Οι τιμές του κυμαίνονται από 0,9 σε ξηρά κλίματα με μικρό ποσοστό ύγρανσης και αυξημένη περιεκτικότητα του νερού σε άλατα έως 1,0 σε υγρά κλίματα που η άρδευση είναι καθαρά συμπληρωματική και η αλατότητα του εδάφους δεν αποτελεί πρόβλημα. Για την Ελλάδα, το TR είναι περίπου 0,95 EU είναι η ομοιομορφία ενστάλλαξης. Έχει να κάνει με την καλή λειτουργία των σταλακτών και τη σταθερότητα της παροχής τους κάτω από τα φορτία του δικτύου. Υπολογίζεται μετά από παρατηρήσεις που γίνονται μέσα στο δίκτυο.