Što je fertigacija i kako djeluje?

Iako se gnojiva uvelike koriste u poljoprivredi, njihove tradicionalne metode primjene mogu biti rasipne, a njihovo otjecanje često ima negativne posljedice za lokalni ekosustav.

Kao jedna od mnogih praksi precizne poljoprivrede, fertirigacija je vrlo prilagodljiva i skalabilna praksa koja se široko koristi jer pojednostavljuje primjenu gnojiva i navodnjavanje biljaka kombinirajući ih u jedan sustav koji izbjegava otpad.

To je popularna praksa među poljoprivrednicima i poljoprivrednim stručnjacima već nekoliko desetljeća, a njezina učinkovitost i djelotvornost samo se povećavaju kako se uključuju u moderne tehnologije koje nastavljaju pojednostavljivati i automatizirati proces.

Definiranje fertirigacije

Fertirigacija je primjena gnojiva ili hranjivih tvari u poljoprivredni sustav putem mreže za navodnjavanje, pri čemu se hranjive tvari otapaju u vodi, a zatim ih biljke izravno apsorbiraju kada upiju vodu.

Izraz kombinira pojmove 'gnojivo' i 'navodnjavanje' i postoji kao koncept stotinama godina, gdje su poljoprivrednici u starom Rimu zapravo koristili kanalizaciju za zalijevanje svojih usjeva, iako se od tada značajno razvio.

Može se koristiti u kombinaciji s nekoliko različitih metoda navodnjavanja, uključujući sustave za navodnjavanje prskalicama, kapanjem i navodnjavanje postupnim natapanjem, iako je kapanje najkompatibilnija i najkorisnija vrsta navodnjavanja.

U usporedbi s trakastim ili raspršenim metodama primjene gnojiva, smatra se najpreciznijom i najkontroliranijom metodom primjene te obično koristi ukupno manju količinu gnojiva u usporedbi s drugim tehnikama.

Također je uobičajena praksa u hidroponskim ili sustavima uzgoja bez tla, jer je daleko najlakša tehnika za davanje točnih doza pravilne prehrane potrebne biljkama u tim sustavima.

Iako se u sustavima fertirigacije koristi niz spojeva, najčešći su fosfor, kalij i dušik zbog njihove važnosti u rastu i razvoju mnogih vrsta usjeva.

Kako funkcioniraju sustavi fertirigacije

Glavni princip fertirigacije je otapanje gnojiva topljivih u vodi koja se koristi za navodnjavanje kako bi se njihova primjena kombinirala. Budući da je vlažno korijenje neophodno za učinkovitu apsorpciju gnojiva, uvelike se povećava učinkovitost primjene gnojiva osiguravajući da se ono dovede do korijena u već navlaženom tlu.

Način skladištenja gnojiva može se razlikovati od sustava do sustava, ali se često čuvaju u tekućem obliku koji se lakše kombinira s vodom nego čestice koje se moraju otopiti. Specifičnosti svake mreže fertirigacije ovise o opsegu poljoprivrednog rada i vrsti sustava za navodnjavanje, a naprednije operacije mogu biti prema automatiziranim rasporedima, dok će jednostavnija, manja poljoprivredna gospodarstva to raditi ručno.

Obično se tekući oblik gnojiva skladišti u velikom spremniku, a zatim će kapaljka ili injektor natopiti vodu za navodnjavanje preciznim količinama gnojiva.

Većina regionalnih poljoprivrednih propisa propisuje da sustavi fertirigacije moraju imati i uređaj za sprječavanje povratnog toka kako bi se izbjeglo onečišćenje izvorne opskrbe vodom za navodnjavanje fertirigiranom vodom, jer bi to moglo predstavljati rizik od onečišćenja izvora pitke vode jakim kemikalijama.

Obrasci apsorpcije hranjivih tvari u fertirigaciji

Sustavi fertirigacije godinama se popularno koriste među poljoprivrednicima zbog povećane učinkovitosti kojom mogu opskrbiti biljke hranjivim tvarima.

Otapanje gnojiva u vodi i njihova dostava biljkama u tekućem obliku omogućuje im bržu apsorpciju i korištenje nego tradicionalnom primjenom gnojiva, posebno ako se provodi na razini korijena putem kapanja po kap.

Iako postoji već desetljećima, moderna inovacija u preciznoj poljoprivredi stvorila je mogućnost primjene preciznih količina gnojiva za navodnjavanje za ciljano navođenje određenih usjeva i stvorila automatizirane sustave s naprednim senzorskim, ventilskim i mrežama ubrizgavanja.

Način na koji se fertirigirana voda širi mijenja se između različitih sustava i jedinstvene biogeokemije tla svakog kopnenog područja, ali kod navodnjavanja kap po kap obično će se širiti prema van i prema dolje od mjesta ispuštanja, krećući se gravitacijom. Teška glinena tla nisu idealni zamjenski sustavi za fertirigaciju, jer se gnojiva mogu zarobiti i nakupiti na razini korijena.

Stvaranje uspješnih sustava fertirigacije

Učinkoviti i uspješni sustavi fertirigacije ovise o izboru gnojiva i dizajnu izvorne mreže za navodnjavanje. Sustavi kap po kap su najčešći i najkorisniji tip za transformaciju u sustave fertirigacije, jer isporučuju vodu i hranjive tvari izravno u korijensku zonu biljke za brzu apsorpciju i iskorištavanje.

Glavna razmatranja u stvaranju uspješnog sustava su vrsta gnojiva koje se koristi te koliko je topljivo, kiselo i kompatibilno s ciljanim usjevima. Smjesa koja se koristi trebala bi se temeljiti na potrebama biljaka koje se uzgajaju za hranjivim tvarima, a sustavi gnojiva s promjenjivom dozom (VRF) mogu točno odrediti specifične potrebe tla za hranjivim tvarima.

Tablica 1 prikazuje neke od najčešćih spojeva koji se koriste u fertirigaciji i njihovu kemijsku razgradnju, kao i kako se njihova sposobnost otapanja u vodi mijenja s višim temperaturama. Većina mreža za navodnjavanje sada je izgrađena od plastike ili sličnih materijala, što je važno jer određena gnojiva mogu biti vrlo jaka i korozivna za metalne cijevi.

Vrsta i kiselost tla moraju se uzeti u obzir pri planiranju njegovih operacija i gnojidbe općenito, te je ključno uskladiti ispravne spojeve s vrstom tla kako bi se spriječilo da postane previše kiselo ili previše lužnato.

Odabir spojeva s hranjivim tvarima koji imaju kapacitet topljivosti koji dobro odgovara temperaturi tla i vode u vašoj regiji još je jedan faktor za uspješnu fertirigaciju. Za optimalno planiranje fertirigacije treba koristiti softver za geoprostorno mapiranje kako bi se stvorila višeslojna karta koja odražava varijacije između različitih čimbenika kao što su električna vodljivost tla, pH, gustoća hranjivih tvari i obrasci odvodnje kako bi se odgovarajući unosi mogli otopiti u vašem sustavu navodnjavanja u ispravnim količinama.

Tablica 1: Raščlamba uobičajenih spojeva koji se koriste za fertirigaciju

Kompatibilnost fertirigacije s različitim sustavima navodnjavanja

Najbolji sustavi fertirigacije su oni koji su ugrađeni u sustave za navodnjavanje kap po kap, tako da se voda i hranjive tvari mogu dostavljati izravno korijenu. zona usjeva – iako se to tehnički može učiniti putem bilo kojeg sustava za navodnjavanje.

Sustavi za navodnjavanje imaju nekoliko značajnih nedostataka, jer velik dio gnojene vode dospijeva na lišće i lišće biljaka, što troši vrijedne resurse i ima potencijal da spali krhko lišće ili doprinese širenju gljivičnih bolesti zbog stajaće vlage.

Vjetar također može otpuhati oblake raspršene vode s gnojiva u susjedna polja ili izvore vode, što je teško objasniti i može onečistiti izvore vode s potencijalno opasnim posljedicama.

Opskrba vodom i hranjivim tvarima putem podzemnog navodnjavanja kap po kap najbolja je tehnika jer je gubitak minimalan, a korijenje biljke može brzo apsorbirati vodu nakon ispuštanja. Osim toga, navodnjavanje kap po kap omogućuje kontroliranije i preciznije količine gnojiva koje se ispuštaju na određenim točkama u tlu kako bi se zadovoljile potrebe svake biljke u usporedbi s prskalicama.

Kapljično navodnjavanje također zahtijeva manji tlak za rad od sustava prskalica, što vrijedi i za dizajne navodnjavanja s crijevima za natapanje, međutim oni su manje idealni od podzemnog kapljičnog navodnjavanja jer i dalje zalijevaju na površini i nemaju istu preciznost jer se voda ispušta s cijele površine crijeva.

Prednosti fertirigacije

Pravilno instalirani sustavi fertirigacije mogu se pokazati vrlo korisnima za poljoprivredne stručnjake iz nekoliko razloga. Prvo, to je vrlo učinkovit način distribucije gnojiva na način "ubijanja dvije muhe jednim udarcem" istovremenim zalijevanjem i gnojidbom usjeva.

To također znači da se ista cjevovodna oprema i infrastruktura mogu iskoristiti za dva bitna ulaza, što ga čini isplativim pristupom. Također je ekonomski povoljno jer precizna primjena gnojiva putem već učinkovitog sustava poput kap po kap navodnjavanja znači da se resursi čuvaju i da se moraju koristiti samo točne količine.

U usporedbi s tradicionalnim pristupom raspršivanja jedne monotone gustoće gnojiva na više polja, rasipanje je minimalno. Budući da se gnojivo na usjeve treba primjenjivati rjeđe nego voda, može se povećavati ili smanjivati po potrebi bez prelaska na drugi sustav jer čak ni obilne biljke neće zahtijevati češću gnojidbu od navodnjavanja.

Manje, ali češće količine gnojiva koje se primjenjuju na usjeve također su povoljne jer općenito smanjuju vjerojatnost nakupljanja soli u usporedbi s većim količinama, ali rijetkim raspršivanjem ili primjenom u trakama.

Koristi se u sušnim klimama koje doživljavaju nedostatak vode kako bi se poboljšao potencijal svake kapi vode i osiguralo da se iskoristi svaki komadić vlažnog tla istovremenim pružanjem potrebnih gnojiva.

Ne samo da su koncentracije gnojiva visoko kontrolirane, već je u sustavima kapanja po kap točna lokacija točaka ispuštanja vode preciznija i rezultira time da korijenje usjeva može brzo apsorbirati hranjive tvari dok se primjenjuju, umjesto da se one samo apsorbiraju u prazne i suhe dijelove tla gdje se rasipaju.

Korijenje je također već vlažno kada primi gnojivo, što smanjuje opekline korijena i povećava kapacitet apsorpcije.

Ova tehnika izravne primjene gnojiva u korijenje smanjuje vjerojatnost ispiranja hranjivih tvari, jer je vrijeme koje gnojivo provodi 'u limbu' od trenutka primjene do trenutka apsorpcije vrlo kratko, pa postoji manji rizik od otjecanja od kiše ili sličnih vremenskih pojava.

Studije pokazuju da uz odgovarajuću opremu i ispravnu ugradnju, kap po kap fertirigacija može značajno poboljšati prinosi usjeva, poboljšati produktivnost vode i drastično smanjiti rasipanje gnojiva.

Nedostaci fertirigacije

Nedostaci sustava fertirigacije uglavnom su povezani s ekonomskim nedostacima, jer sustavi s minimalnim ulaganjima imaju veću vjerojatnost da će imati problema s infrastrukturom i propuštanjem. Bez vrlo kvalitetnog preventivnog uređaja za povratni tok postoji značajan rizik da se izvor slatke vode koji se koristi za navodnjavanje kontaminira vodom dobivenom fertirigacijom.

To predstavlja očite opasnosti za ljudsko zdravlje, ali i za zdravlje lokalnih slivova, flore i faune te može doprinijeti općem onečišćenju lokalnog bioma.

Oprema niže kvalitete ili starija oprema, ili cjevovodna infrastruktura koja se proteže na velike udaljenosti, mogu imati nekonzistentne otopine koje teku kroz njih jer se gnojivo razrjeđuje u vodi dok se kreće kroz navodnjavačke cijevi, smanjujući učinkovitost sustava i potencijalno uzrokujući prekomjernu gnojidbu određenih usjeva i nedovoljnu gnojidbu drugih.

Ovisno o kemijskom sastavu vode za navodnjavanje, postoji i mogućnost reakcija između gnojiva na bazi magnezija ili kalcija i bikarbonata u vodi.

To se češće događa kada je izvor vode iz bunara ili podzemne vode, a u vodi mogu biti nešto veće koncentracije vapna ili željeza otopljenog u vodi koje reagiraju s gnojivima ili se samo nakupljaju i talože.

Kemijsko začepljenje može pogoršati probleme nedosljedne primjene hranjivih tvari na usjeve blokiranjem izlaznih točaka u sustavu navodnjavanja. Rješenja uključuju manipuliranje pH vrijednosti vode ili ubrizgavanje niskih koncentracija fosfonata u vodu ili pumpanje u zaseban spremnik ili rezervoar gdje se talog može taložiti prije primjene gnojiva.

Vrijedna praksa precizne poljoprivrede

Sveukupno, dokazala se kao ključni dio modernih poljoprivrednih sustava te je igrala, i nastavit će, važnu ulogu u širenju primjene precizne poljoprivrede.

Fertirigacija prevladava ograničenja tradicionalne primjene gnojiva stvaranjem veće razine kontrole nad točnim količinama i stopama kojima se gnojiva primjenjuju na usjeve, a provodi se prema preciznom rasporedu s visokom razinom uspješnosti apsorpcije hranjivih tvari i minimalnim rasipanjem.

Posebno kada se koristi u sustavu kap po kap navodnjavanja, ova praksa utjelovljuje mnoge temelje precizne poljoprivrede i pomaže upraviteljima zemljišta u donošenju ekonomskih i održivih odluka o primjeni gnojiva koje ne samo da povećavaju prinose već i doprinose dugovječnosti poljoprivrednog poslovanja.

Često postavljana pitanja

1. Kako funkcionira kap po kap navodnjavanje?

Kapljično navodnjavanje je učinkovita metoda isporuke vlage izravno korijenju biljaka. Uključuje mrežu cijevi ili cijevi s malim rupama ili emiterima postavljenim blizu podnožja biljaka. Kroz ove emitere voda kaplje polako i ravnomjerno, omogućujući biljkama da je učinkovito apsorbiraju bez rasipanja.

Ovaj ciljani pristup minimizira isparavanje i otjecanje, a istovremeno maksimizira apsorpciju vode, potiče zdrav rast biljaka i smanjuje potrošnju vode u poljoprivredi i vrtovima. Kap po kap navodnjavanje osigurava da biljke dobiju pravu količinu vode, štedeći resurse i podržavajući održive poljoprivredne prakse.

2. Što fertirigacija omogućuje proizvođaču? Što se putem nje primjenjuje na usjeve i tlo?

Omogućuje proizvođačima da kombiniraju prednosti navodnjavanja i gnojidbe u jednoj primjeni.

Omogućuje im da gnojiva dostavljaju izravno korijenju biljaka putem sustava za navodnjavanje. Ova metoda osigurava da biljke dobiju potrebne hranjive tvari točno kada im trebaju, poboljšavajući unos hranjivih tvari i potičući zdrav rast.

Također nudi bolju kontrolu nad distribucijom hranjivih tvari, smanjuje otpad gnojiva i omogućuje ciljano i učinkovito upravljanje hranjivim tvarima, što rezultira povećanim prinosima usjeva i ukupnom produktivnošću za proizvođače.

3. Razlika između navodnjavanja i fertirigacije?

Navodnjavanje je proces opskrbe biljaka vodom kako bi se zadovoljile njihove potrebe za vlagom. Uključuje opskrbu tla vodom putem različitih metoda poput prskalica, navodnjavanja poplavama ili sustava kap po kap. S druge strane, to je praksa primjene gnojiva na biljke putem sustava za navodnjavanje.

4. Kako gnojivo djeluje? Zašto poljoprivrednici koriste gnojiva?

Gnojiva su tvari koje se dodaju tlu ili biljkama kako bi se osigurale esencijalne hranjive tvari koje mogu nedostajati u prirodnom okruženju. Gnojiva sadrže koncentrirane količine ključnih elemenata poput dušika, fosfora i kalija, koji su bitni za rast biljaka.

Kada se primjenjuju na tlo ili biljke, gnojiva se otapaju u vodi i oslobađaju te hranjive tvari. Biljke apsorbiraju hranjive tvari kroz korijenje i koriste ih za vitalne procese poput fotosinteze i sinteze proteina, što rezultira zdravijim i produktivnijim rastom.

Gnojiva pomažu u rješavanju nedostatka hranjivih tvari, poboljšavaju plodnost tla i potiču snažan razvoj biljaka.

5. Kako poljoprivrednici zalijevaju svoje usjeve?

Poljoprivrednici zalijevaju svoje usjeve različitim metodama ovisno o čimbenicima poput vrste usjeva, uvjeta tla i dostupnosti vode. Uobičajene tehnike uključuju nadzemne prskalice, navodnjavanje brazdama, poplavljivanje i kapanje po kap.

Nadzemni raspršivači distribuiraju vodu po površini usjeva u obliku finih kapljica, slično kiši. Navodnjavanje brazdom uključuje stvaranje plitkih kanala između redova usjeva i njihovo punjenje vodom.

Navodnjavanje poplavama preplavljuje cijelo polje vodom, omogućujući joj da prodre u tlo. Kap po kap navodnjavanje dovodi vodu izravno do korijena biljaka putem mreže cijevi ili cijevi s malim emiterima, smanjujući gubitak vode i maksimizirajući učinkovitost. Poljoprivrednici biraju najprikladniju metodu na temelju svojih specifičnih potreba i resursa.