Pobieranie wody 
do nawadniania 
– źródła, metody, wyzwania

Zmiany klimatu następujące w ostatnich latach w Polsce charakteryzują się zwiększonymi wahaniami temperatur i niedostatkiem opadów w ważnych fazach wzrostu roślin. Bezśnieżne, łagodne zimy skutkują wiosennym niedoborem wody, która jest tak niezbędna do wszelkich procesów fizjologicznych. Co można zrobić, kiedy jej brak niszczy uprawy?

Katarzyna Byliniak

W warunkach klimatycznych Polski opady atmosferyczne są podstawowym źródłem wody dla roślin. Od ich ilości, intensywności i rozkładu zależy wilgotność gleby, która ma wpływ na prawidłowy wzrost i rozwój roślin. W przypadku powtarzającego się deficytu opadów rozwiązaniem jest stosowanie nawadniania, które przynosi pożytek roślinom i pozwala racjonalnie wykorzystać dostępne zasoby wodne.

Dostęp do wody jest szczególnie ważny w przypadku upraw warzywniczych, które wykazują duże zapotrzebowanie wodne. Niezbyt rozległy i względnie płytki system korzeniowy większości warzyw wymaga umiarkowanego, ale stałego dostarczania wody. Z reguły należy nawadniać rozsadę warzyw posadzoną do gruntu. Nawadnianie zaleca się stosować w uprawie warzyw o bardzo dużych i dużych wymaganiach wodnych, które zazwyczaj wytwarzają dużą masę liści, a także w przypadku odmian wczesnych o krótszym okresie wegetacji lub karłowych, u których zredukowany jest system korzeniowy.

Do warzyw o bardzo dużych wymaganiach wodnych należą m.in.: kalafior, kapusta pekińska, brokuł, sałata, kalarepa, rzodkiewka, kapusta wczesna, seler, ogórek.

Jakość i źródła wody

Jakość wody do nawadniania ma znaczenie ze względu na:

• 
zasolenie gleby,
• 
bezpieczeństwo konsumenta,
• toksyczność dla roślin,
• wpływ na wygląd i jakość handlową plonu,
• prawidłowe działanie instalacji 
nawodnieniowej,
• przygotowanie pożywki nawozowej.

 

Pojęcie „jakość wody” odnosi się do rodzaju oraz do stężenia rozpuszczonych i zawieszonych w niej składników. Jakość wody wyrażona jest jej warunkami fizycznymi oraz rodzajem i stężeniem jej elementów składowych. Zależy ona od wielu różnych parametrów (mierzonych lub obliczanych), mających wpływ na uprawy, glebę i system nawadniania.

Do systemów nawadniających można używać czystej wody z różnych dostępnych źródeł. Najważniejsze, aby nie była ona źródłem zakażenia lub zatrucia konsumentów oraz przyczyną obniżenia jakości plonów, np. walorów smakowych. Przed rozpoczęciem pobierania wody do nawadniania należy zwrócić się do najbliższej stacji sanitarno-epidemiologicznej po ocenę i orzeczenie o przydatności wody z danego źródła. Jakość wody do nawadniania można także zweryfikować, oddając ją do analizy w akredytowanym laboratorium. W tego rodzaju badaniach specjalizuje się m.in. Instytut Agronomiczny Fertico (więcej na www.fertico.pl).

Nawadnianie można prowadzić, wykorzystując wody powierzchniowe (rzeki, jeziora, zbiorniki retencyjne) oraz płytkie lub głębokie wody podziemne. Ze względu na dużą wartość wód podziemnych w pierwszej kolejności należy używać wód powierzchniowych. Jednak w Polsce, a także w większości krajów Europy, głównym źródłem wody do nawadniania są wody gruntowe. Polscy rolnicy tylko w niewielkim stopniu korzystają z wody deszczowej, wodociągowej czy pochodzącej z recyklingu oraz z wód powierzchniowych.

Rodzaje wód 
– charakterystyka

Wody powierzchniowe.

Dzielą się na płynące (rzeki, strumienie) i stojące (jeziora, bagna, stawy). Ilość i jakość wody w rzekach i strumieniach zmienia się znacznie pod wpływem opadów oraz działalności gospodarczej człowieka. Niestety, w tzw. latach suchych jej zasoby w rzekach są znacznie ograniczone. W czasie powodzi wody strumieni i rzek są bardziej zanieczyszczone niż w normalnych okresach. Wody rzek i strumieni zawierają zanieczyszczenia mechaniczne, np. cząstki piasku i mułu, oraz materię organiczną żywą (glony, bakterie, larwy i jaja owadów) i martwą (obumarłe cząstki roślin i zwierząt).
Zastosowanie do nawadniania wody ze stawu wymaga dobrze zaprojektowanej i przystosowanej do tego instalacji nawadniającej. Największym wyzwaniem w tym przypadku jest konieczność uzdatnienia i filtracji wody. To szczególnie ważne przy korzystaniu z precyzyjnych systemów nawadniających, takich jak nawadnianie kroplowe czy mikrozraszacze. Filtracja wbudowana w tego rodzaju instalacje nawodnieniowe musi być rozbudowana i odpowiednio serwisowana, a to generuje dodatkowe koszty jej utrzymania.
Pobieranie wody ze stawu można realizować za pomocą umieszczonej na brzegu pompy ssącej. W takim przypadku warto zastosować smok ssawny, podwieszony na pływającej boi w taki sposób, by był zanurzony na głębokość mniej więcej 40 cm.
Systematyczne pobieranie wody ze stawu może z czasem doprowadzić do poprawy jej jakości, więc filtrowanie stanie się mniej uciążliwe.

Wody podziemne (gruntowe i głębinowe).

W ostatnich latach obserwuje się wyraźne obniżenie poziomu wód gruntowych, spowodowane zarówno małymi opadami deszczu i śniegu, jak i wyczerpywaniem się wody na skutek intensywnej eksploatacji. Wody opadowe, które w warunkach mało intensywnych upraw przesiąkały do głębszych warstw, po intensyfikacji produkcji są zużywane na parowanie roślin i parowanie z gleby, czyli ewapotranspirację.
Wody podziemne są przeznaczone do nawadniania bezpośrednio za pomocą pompy przez instalację nawadniającą, jeśli wydajność studni jest dostateczna. W innym wypadku woda jest przechowywana w zbiornikach. Woda z głębszych warstw, poniżej 30 m, została zarezerwowana do celów pitnych i jest chroniona, dlatego nie należy wykorzystywać jej do nawadniania upraw.

Urządzenia wykorzystywane w nawadnianiu

Zbiorniki stalowe na wodę.

Są wykonywane m.in. z blachy ocynkowanej i cieszą się dużym zainteresowaniem na całym świecie. Ich posiadanie jest powszechne wśród rolników w krajach Europy północno-zachodniej. Zbiorniki do magazynowania wody to dobre rozwiązanie, ma jednak pewne wady. Największy kłopot dla rolników stanowią:

• 
pojawiające się w zbiornikach algi (wykwity), które utrudniają korzystanie z wody i wpływają niekorzystnie na jej jakość,
• 
parowanie wody ze zbiorników,
• 
brak powierzchni do wykorzystania na budowę zbiornika.

Pompy do wody.

To w większości wydajne i niezawodne urządzenia. Przy wyborze pompy należy zwrócić uwagę na jej wydajność, wysokość podnoszenia, moc silnika, średnicę oraz na niezawodność wybranego modelu.
Wymagana wydajność pompy jest określona konstrukcją systemu nawadniania (natężenie przepływu i wysokość ciśnienia). Przed zakupem pompy do pobierania wody, niezależnie od źródła, najważniejsze jest potwierdzenie, że pompa jest w stanie zapewnić odpowiedni przepływ i ciśnienie dla danego zastosowania. Takie dane obrazuje krzywa wydajności pompy.
Straty ciśnienia występują zawsze i bezwzględnie należy brać je pod uwagę, obliczając potrzebne ciśnienie instalacji. Straty ciśnienia na skutek tarcia wzrastają wraz z długością przepływu. Mają one wpływ na wymagane ciśnienie i natężenie przepływu.
Wszelkie niezbędne modernizacje pompy do oczekiwanych parametrów zwrócą się z samych oszczędności na energii elektrycznej. Ponadto poprawią działanie systemu i zbiory z upraw, co w rezultacie będzie skutkować krótszym okresem zwrotu inwestycji.
Szeroki wybór różnego rodzaju pomp – głębinowych, zatapialnych, spalinowych czy ciągnikowych – renomowanych producentów powoduje konieczność porównania ich mocy i wydajności przed podjęciem decyzji o zakupie. Odpowiedź na pytanie, czy będą odpowiednie do zbudowania efektywnego systemu nawadniania, wymaga analizy wielu czynników. Warto zatem skorzystać z fachowej porady, aby dobrać odpowiednią pompę.
Pompy spalinowe montowane na metalowym stelażu znajdują zastosowanie przy odwodnieniach oraz nawodnieniach. Przeznaczone są do pompowania zarówno wody czystej, jak i brudnej (z ciałami stałymi o nieprzekraczalnej wielkości zgodnie z parametrami technicznymi). Dzięki zastosowaniu silnika spalinowego są one całkowicie niezależne od sieci elektrycznej, przez co są tak chętnie wybierane przez klientów. W skład zestawu wchodzi metalowy stelaż utrzymujący cały mechanizm spalinowy, czyli silnik benzynowy, zbiornik paliwa oraz pompa z króćcami do zasysania i tłoczenia wody.


Pompy ciągnikowe (traktorowe)

Pompy traktorowe zazwyczaj są zamontowane na stalowej ramie, wyposażonej w trzypunktowy układ zawieszenia na ciągniku. Napędzane są od wałka odbioru mocy (WOM). Wymagane obroty WOM ciągnika wynoszą mniej więcej 540 obrotów na minutę. Za pośrednictwem wałka przekaźnika mocy (wałek w komplecie) obroty z WOM przekazywane są na skrzynię przekładniową, która napędza pompę. Za przykład posłużyć może model PRO (zaprezentowany na zdjęciu). To jednostopniowe, odśrodkowe pompy traktorowe normalnie ssące (przed uruchomieniem konieczność zalania pompy wraz z wężem ssącym). Mogą być używane do pompowania wody ze stawów, jezior, rzek, zbiorników retencyjnych oraz ze studni, w których lustro wody podczas pompowania nie opadnie poniżej 6 m od wlotu pompy. Pompowana woda musi być czysta, bez zanieczyszczeń stałych. Pompy PRO są przeznaczone do zasilania wszelkich systemów nawadniających wymagających większego ciśnienia. Mogą być wykorzystywane w uprawach warzywniczych, sadowniczych i jagodowych.

Filtracja wody

Ma kluczowe znaczenie w przypadku każdego systemu nawadniania. Skuteczna filtracja jest niezbędna do jego prawidłowego działania i długotrwałej sprawności. W celu uniknięcia negatywnego oddziaływania zanieczyszczeń na system nawodnieniowy i jakość podlewania stosuje się wiele metod pozwalających na zminimalizowanie zawartości w wodzie niepożądanych związków. Wybór sposobu najlepszego dla danej uprawy i zainstalowanego systemu nawadniania warto dobrze przemyśleć lub skorzystać z porad specjalisty.
Metoda filtracji zależy od rodzaju występujących zanieczyszczeń (mechanicznych, biologicznych lub osadów mineralnych, wytrącających się z rozpuszczonych w wodzie związków). Powszechnie stosuje się filtry siatkowe lub dyskowe pozwalające usunąć nierozpuszczalne w wodzie zanieczyszczenia. Wielkość filtrów siatkowych i dyskowych dobiera się, uwzględniając przepływ i tzw. mesh (liczba otworów na cal kwadratowy elementu filtracyjnego – im większa wartość mesh, tym dokładniejsza filtracja).
Niektóre systemy nawadniające wymagają filtrów piaskowych do usuwania z wody bardzo drobnych osadów mineralnych oraz biologicznych. W przypadku dużej zawartości ciężkich osadów mineralnych korzystne jest zastosowanie filtrów odśrodkowych – hydrocyklonów.
Filtry piaskowo-żwirowe służą głównie do oczyszczania wód czerpanych ze zbiorników otwartych oraz – po wcześniejszym napowietrzeniu – do uzdatniania wód podziemnych. W zależności od rodzaju usuwanych zanieczyszczeń stosuje się różnego rodzaju wypełnienia mineralne. Filtry piaskowo-żwirowe to stalowe, walcowe zbiorniki, o osi pionowej lub poziomej, ustawione równolegle w zależności od ilości filtrowanej wody. Przepływ w filtrze odbywa się w kierunku z góry na dół, natomiast płukanie odwrotnie. Moment płukania ustala się zwykle na podstawie ilości przefiltrowanej wody lub różnicy ciśnień pomiędzy złożem czystym.

 

Filtr automatyczny, samoczyszczący. Aquanet Inox to filtry sitowe, nadające się do oczyszczania cieczy zawierających zawiesiny stałe. Specjalne przyssawki gwarantują skuteczne czyszczenie elementu filtrującego przy zmniejszonym zużyciu wody i bez przerywania przepływu. W zależności od wymagań montażowych można wybierać między dwiema różnymi konfiguracjami konstrukcyjnymi, czyli pionowym i poziomym modelem systemu. Wkład wewnętrzny jest dostępny z poliestrową tkaniną filtracyjną (PES), zamkniętą pomiędzy dwoma wspornikami ze stali nierdzewnej. Te rozwiązania oferują
zakres filtrowania od 80 do 200 mesh.

Filtry Aquanet Inox są dostarczane w stanie gotowym do użycia – z manometrami, hydraulicznym zaworem spustowym, presostatem różnicowym i elektroniczną jednostką sterującą.