Introduzione: Oltre la flebo tradizionale
Molti coltivatori commerciali acquistano sistemi di irrigazione a goccia sperando nella precisione. Invece, devono affrontare problemi continui. Questo articolo va oltre la teoria. Si tratta di una guida completa alla tecnologia dell'irrigazione a goccia a basso-flusso. Lo abbiamo costruito utilizzando due anni di dati di mercato reali e test approfonditi sul campo. Analizzeremo la tecnologia dell'irrigazione a goccia a basso-flusso e ti mostreremo un percorso chiaro verso una migliore efficienza e profitti.
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I costi nascosti del “buono abbastanza”
I tradizionali sistemi di irrigazione a goccia funzionano meglio dei metodi a sommersione o a irrigazione. Ma spesso portano con sé le proprie frustrazioni.
Elevate differenze di flusso all’interno di un singolo blocco creano una crescita e una maturità del raccolto non uniforme.
Acqua e fertilizzanti vengono sprecati attraverso il deflusso superficiale e il drenaggio profondo sotto la zona radicale.
I coltivatori lottano costantemente per bilanciare i costi iniziali del sistema con prestazioni e durabilità a lungo termine.
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La tecnologia del flusso-basso
L'irrigazione a goccia a basso-flusso rappresenta una rivoluzione-guidata dai dati nell'agricoltura di precisione. Non è solo un prodotto diverso. È un modo diverso di pensare alle operazioni.
Questa guida fornisce una comprensione chiara e pratica della tecnologia a basso-flusso. Imparerai cos'è, perché funziona e come usarlo con successo.
Passeremo dalle definizioni di base ai casi di studio comprovati. Vedrai come questa tecnologia risolve le sfide cruciali dell'agricoltura moderna. Questo è il tuo percorso verso una migliore efficienza dell’irrigazione e minori costi operativi.
Il linguaggio della precisione
Per padroneggiare qualsiasi tecnologia, devi prima comprenderne il linguaggio. L’irrigazione a goccia è definita da parametri tecnici fondamentali. Questi determinano le sue prestazioni sul campo.
Portata del gocciolatore (l/h)
La portata d'acqua di un singolo gocciolatore su un tubo di irrigazione a goccia nell'unità di tempo viene comunemente misurata in litri all'ora (L/h). Alla temperatura di riferimento di 23±3 gradi, la portata oraria di acqua di un singolo gocciolatore alla pressione di esercizio nominale rappresenta una base fondamentale per la progettazione, la selezione e la pianificazione del sistema di irrigazione.
Per le colture in campo, le portate dei gocciolatori che comunemente forniamo includono 1,6, 1,1 e 0,8 litri all'ora. La portata della stragrande maggioranza dei prodotti in commercio è superiore a 1 litro all'ora. Pertanto, la “bassa portata” a cui ci riferiamo ora riguarda principalmente i gocciolatori con portata inferiore a 1 litro all'ora.
È fondamentale distinguere tra la portata pubblicizzata da un produttore e la portata effettiva ottenuta sul campo. La progettazione del sistema e la qualità dei componenti determinano le prestazioni-nel mondo reale.
Spaziatura emettitore (cm)
La spaziatura tra i gocciolatori è la distanza tra i gocciolatori consecutivi lungo l'ala gocciolante. Solitamente viene misurato in centimetri.
Per la maggior parte delle colture su campo-su larga scala, le distanze comuni sono 20 cm, 25 cm e 30 cm.
Anche altre marche di prodotti per l'irrigazione a goccia offrono modelli con spaziatura dei gocciolatori di 10-15 cm. Man mano che la distanza tra i gocciolatori diminuisce, la portata per unità di lunghezza del nastro gocciolante aumenta, il che riduce significativamente la distanza di installazione su un solo lato del nastro gocciolante.
Distanza tra le ali gocciolanti (m)
Il principio fondamentale dell'installazione del nastro gocciolante è"coprendo la zona radicale della coltura secondo necessità".Ciò significa determinare l'area di copertura (fila singola/file multiple) e la posizione specifica del nastro gocciolante in base alla distanza tra le file del raccolto, alla densità di semina e alle caratteristiche di distribuzione delle radici. L’obiettivo finale è raggiungere il duplice obiettivo di"erogazione precisa dell'acqua nella zona radicale + costo ottimale dell'attrezzatura".Differenti schemi di semina (come file larghe-strette, uguale spaziatura tra le file e piantagione densa a diffusione) determinano direttamente la disposizione del nastro gocciolante.
(1) Schema di impianto a file larghe-strette: tubo di irrigazione a goccia interrato in file strette, che copre 2 file di colture
Colture tipiche e parametri di impianto
Mais:Lo schema di file larghe-strette di "fila stretta 35-40 cm + fila larga 80-85 cm" è un tipico esempio di copertura su più file. In questo caso, il nastro gocciolante viene posato al centro della fila stretta, con una profondità di 2-4 cm (interramento poco profondo), coprendo contemporaneamente le zone radicali di due file di mais.
Altre colture adatte:Cotone, soia e altre colture con coltivazione a file, comunemente utilizzando una distanza tra le file strette di 30-50 cm e una distanza tra le file larghe di 60-90 cm, sono adatte anche per l'approccio "interramento a file strette, che copre 2 file".
Vantaggi dell'installazione
Più vicino alla zona radicale:Quando l'assorbente viene interrato nella fila stretta, l'acqua si diffonderà rapidamente in senso orizzontale dopo essere stata emessa, coprendo efficacemente la zona radicale di entrambe le file adiacenti, riducendo così la percolazione profonda (particolarmente evidente nei terreni sabbiosi).
Risparmio sui costi:Rispetto a "un tubo per fila", la quantità di nastro gocciolante utilizzato può essere ridotta del 50% (ad esempio, per il mais, lo schema a file larghe-strette consente di risparmiare il 60% di nastro gocciolante rispetto alla semina a file uniformi), senza influenzare la gestione della fila larga per la coltivazione.
(2) Schema di impianto con spaziatura uguale tra le file: "Copertura a fila singola" e "Copertura su più- file", determinata dalla spaziatura tra le file
Spaziatura tra le file > 1 m: fila singola per tubo, per evitare una copertura insufficiente
Colture tipiche:Alberi da frutto (ad esempio mele, arance con una distanza tra le file di 4-6 m), colture economiche ad alto fusto (ad esempio canna da zucchero, distanza tra le file di 1,2-1,5 m).
Logica di installazione: se la distanza tra le file è troppo grande, un singolo nastro gocciolante non può coprire le zone radicali delle file adiacenti. Nei terreni argillosi, l'estensione orizzontale della zona bagnata è di circa 50-60 cm. Pertanto, lungo ogni fila di coltura deve essere posato un nastro gocciolante. Se la distanza tra le file degli alberi da frutto supera i 4 m e il terreno è franco o migliore, è possibile posizionare due nastri gocciolanti lungo una fila (posizionati su entrambi i lati della proiezione della chioma), ma senza comportare la "copertura su più file".
Spaziatura tra le file 0,3-1 m: fila singola per tubo o due file per tubo, adattata in base al tipo di terreno
Colture tipiche: ortaggi (ad es. pomodori, cetrioli con distanza tra le file 0,5-0,8 m), colture in pieno campo a piantagione fitta (ad es. grano, distanza tra le file 15-20 cm, piantagione fitta).
Logica di installazione:Se il terreno è limoso (con forte assorbimento capillare), quando la distanza tra le file è di 0,8-1 m, un singolo nastro gocciolante può coprire due file (garantendo che la zona di bagnatura si estenda su 80 cm). Nei terreni sabbiosi (con debole diffusione orizzontale, solo 30-40 cm), è necessaria la disposizione “una fila per tubo” per evitare una inadeguata copertura idrica dei filari adiacenti.
(3) Schema di impianto ad alta densità di diffusione: spaziatura ridotta, tubo singolo che copre più file (3 file e oltre)
Colture tipiche e parametri di impianto
Grano, tappeto erboso:Distanza tra le file 10-20 cm, considerata "piantagione densa a trasmissione", con distanza tra i gocciolatori tipicamente 0,25-0,5 m. Un singolo gocciolatore può coprire 3-5 file di colture.
Verdure:(es. spinaci, lattuga) Distanza tra le file 15-25 cm, distanza tra i gocciolatori 0,3-0,4 m, con un unico tubo che copre 2-4 file.
Piano di installazione
Gli emettitori sono disposti parallelamente ai filari della coltura, con una distanza di 0,25-0,5 m (utilizzando il valore più piccolo in terreni aridi o sabbiosi e il valore più grande nelle zone più umide).
Ad esempio, nella semina del grano, con una distanza tra i gocciolatori di 0,4 m, l'acqua emessa da un singolo nastro gocciolante può diffondersi orizzontalmente per coprire 1-2 file di grano su entrambi i lati, ottenendo infine "1 tubo che copre 3-4 file", migliorando significativamente l'efficienza dell'installazione.
(4) Fila di alberi da frutto-Schema di impianto dipendente: adattato in base alla forma dell'albero, per lo più copertura a fila singola (nessuna copertura-a fila multipla)
Scena tipica
Per gli alberi da frutto disposti in modo irregolare (ad esempio, pesco, pero, con una distanza tra le piante di 2-3 m e una distanza tra le file di 3-5 m), i tubi di irrigazione a goccia vengono "posati lungo la fila" di ciascun albero (cioè posizionati seguendo la direzione di distribuzione delle radici di ciascun albero), con un unico tubo che copre la zona radicale di un solo albero. La copertura su più file non viene utilizzata, poiché le radici degli alberi da frutto sono sparse ed estese e la copertura su più file potrebbe portare a carenza idrica in alcune zone radicali.
Spessore della parete del nastro gocciolante (mm)
Lo spessore della parete del nastro gocciolante ne determina la durata, la durata e il costo.
Una parete più spessa offre una maggiore durata e una migliore resistenza ai danni meccanici. Ciò include i danni derivanti dall'installazione, dalle attività sul campo e dal recupero. Tuttavia, ciò comporta costi dei materiali più elevati e un aumento del peso.
Una parete più sottile costa meno e spesso funziona bene per l'uso in una-stagione.
Per la maggior parte delle applicazioni di colture su campo di una-stagione, uno spessore della parete di 0,15 mm fornisce il miglior equilibrio. Ottimizza prestazioni, durata ed economia.
Pressione di esercizio nominale (kPa/bar)
La pressione di esercizio nominale è la pressione di esercizio massima progettata per il nastro gocciolante. Solitamente è espresso in kilopascal (kPa) o bar. 100 kPa equivale a 1 bar.
La pressione all’interno della tubazione è uno dei parametri più importanti di un sistema di irrigazione a goccia, eppure spesso viene trascurato. Affinché il sistema di irrigazione a goccia funzioni stabilmente, la pressione deve soddisfare i requisiti di progettazione. Se la pressione è troppo bassa, spesso si verificherà una deviazione significativa nel flusso del gocciolatore, una distribuzione non uniforme dell'acqua e la produzione effettiva di acqua entro il tempo di funzionamento progettato non soddisferà il fabbisogno idrico della coltura. D'altra parte, se la pressione è troppo alta, può facilmente causare la rottura del nastro gocciolante e la perdita d'acqua.
Per un tipico gocciolatore con spessore della parete di 0,15 mm su terreno pianeggiante, progettare il sistema in modo che la pressione di ingresso laterale sia di circa 1 bar.
Tasso di variazione del flusso di progetto (%)
Il tasso di variazione della portata di progetto misura direttamente l'uniformità dell'irrigazione. Viene calcolato come il rapporto tra la differenza tra la portata massima e minima del gocciolatore all'interno di un blocco di irrigazione e la portata di progetto.
Gli standard di settore come il GB/T 50485-2020 cinese richiedono una variazione del flusso inferiore o uguale al 20%. Tuttavia, le progettazioni di sistemi ad alte-prestazioni dovrebbero mirare a una variazione inferiore o uguale al 15%. Ciò è particolarmente vero per i sistemi che utilizzano la tecnologia a basso flusso.
Questa uniformità è fondamentale per un apporto costante di acqua e sostanze nutritive. Quando ogni pianta riceve le stesse risorse, si ottiene una crescita e una qualità del raccolto più uniformi e, in definitiva, una resa commerciabile più elevata. La prova visiva dell'elevata uniformità è vedere cerchi bagnati di dimensioni quasi identiche su ogni gocciolatore lungo l'intera lunghezza dell'ala gocciolante.
Lunghezza massima della corsa (m)
La lunghezza massima è la lunghezza massima possibile di una singola ala gocciolante. Ciò mantiene un tasso di variazione del flusso inferiore o uguale al 10%. Questo è un parametro di progettazione critico.
Il vantaggio principale della tecnologia a basso-flusso è chiaramente dimostrato dal suo impatto sulla durata della corsa. Le tirature più lunghe semplificano notevolmente la disposizione del campo e riducono i costi dell'infrastruttura.
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Portata dell'emettitore
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Lunghezza massima della corsa (su terreno pianeggiante)
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1.1 L/h
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136 m
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0.75 L/h
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172 m
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0.35 L/h
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280 m
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Questi dati si basano su un nastro da 16 mm di diametro con uno spessore della parete di 0,15 mm e una distanza tra gli emettitori di 30 cm. Fornisce una base quantitativa per la progettazione di blocchi di irrigazione più grandi ed efficienti.
Tabella dati della lunghezza massima di posa consigliata dei tubi per l'irrigazione a goccia
Schema di bagnatura (bulbo bagnante)
Lo schema di bagnatura, o bulbo bagnante, è il volume non-sferico di terreno bagnato che si forma sotto un singolo gocciolatore durante un ciclo di irrigazione.
La forma e le dimensioni di questo bulbo sono influenzate da due fattori principali: la tessitura del terreno e la portata del gocciolatore.
Nei terreni sabbiosi, la gravità ha un’influenza maggiore. Ciò porta a uno schema di bagnatura "alto e sottile" con un movimento dell'acqua più verticale. Nei terreni limosi o argillosi prevale l'azione capillare. Questo crea un modello "corto e largo" con maggiore diffusione laterale.
Fondamentalmente, le portate basse- favoriscono un migliore movimento laterale dell'acqua. Riducono inoltre la velocità di percolazione profonda, indipendentemente dal tipo di terreno. L'obiettivo è creare un bulbo bagnante che si allinei perfettamente con la zona radicale della coltura.
In terreni della stessa tessitura, se la portata dei gocciolatori varia, si influenzerà anche la forma della zona bagnante. Dal punto di vista della coltura, il sistema radicale di ciascuna coltura ha la sua forma unica. Quando la disposizione spaziale delle radici e della zona di bagnatura è ben allineata, significa che l'acqua e il fertilizzante erogati dal sistema di irrigazione a goccia rimangono il più vicino possibile alla zona delle radici, dove possono essere assorbiti dalle radici. Ciò impedisce il deflusso superficiale e le perdite sotterranee, riducendo al minimo gli sprechi. Questo è il motivo per cui affermiamo che l’efficienza di utilizzo dell’acqua e dei fertilizzanti dell’irrigazione a goccia è la più alta tra tutti i metodi di irrigazione.
