Kaj je fertigacija in kako deluje?

Čeprav se v kmetijstvu močno zanašamo na gnojila, so njihovi tradicionalni načini uporabe lahko potratni, njihovo odtekanje pa ima pogosto negativne posledice za lokalni ekosistem.

Fertirigacija, ena od mnogih praks preciznega kmetijstva, je zelo prilagodljiva in skalabilna praksa, ki se pogosto uporablja, saj poenostavlja nanašanje gnojil in namakanje rastlin tako, da ju združuje v en sam sistem, ki preprečuje odpadke.

To je že več desetletij priljubljena praksa med kmeti in kmetijskimi strokovnjaki, njena učinkovitost in uspešnost pa se le še povečuje, saj se vključuje v sodobne tehnologije, ki še naprej poenostavljajo in avtomatizirajo postopek.

Opredelitev fertigacije

Fertirigacija je vnos gnojil ali hranil v kmetijski sistem prek namakalnega omrežja, pri čemer se hranila raztopijo v vodi in jih nato rastline neposredno absorbirajo, ko absorbirajo vodo.

Izraz združuje besedi ‘gnojilo’ in ‘namakanje’ ter kot koncept obstaja že stoletja, saj so kmetje v starem Rimu dejansko uporabljali odplake za zalivanje svojih pridelkov, čeprav se je od takrat precej razvil.

Uporablja se lahko v povezavi z več različnimi metodami namakanja, vključno z namakalnimi sistemi z razpršilniki, kapljičnim zalivanjem in namakanjem z vlago, čeprav je kapljično zalivanje najbolj združljiva in koristna vrsta namakanja.

V primerjavi s pasovnimi ali razprševalnimi metodami gnojenja velja za najbolj natančno in nadzorovano metodo nanašanja ter običajno uporablja manjšo količino gnojila v primerjavi z drugimi tehnikami.

Prav tako je to pogosta praksa v hidroponskih ali brezprsnih gojitvenih sistemih, saj je daleč najlažja tehnika za dajanje natančnih odmerkov pravilnih hranil, ki jih rastline v teh sistemih potrebujejo.

Čeprav se v sistemih za fertirigacijo uporablja več spojin, so najpogostejše fosfor, kalij in dušik zaradi njihovega pomena za rast in razvoj številnih vrst poljščin.

Kako delujejo sistemi za fertirigacijo

Glavno načelo fertigacije je raztapljanje vodotopnih gnojil v vodi, ki se uporablja za namakanje, tako da se njihova uporaba združi. Ker so mokre korenine potrebne za učinkovito absorpcijo gnojil, se močno poveča učinkovitost uporabe gnojil, saj se zagotovi, da se dovajajo koreninam v že namočena tla.

Način shranjevanja gnojil se lahko razlikuje od sistema do sistema, vendar se pogosto hranijo v tekoči obliki, ki jo je lažje kombinirati z vodo kot delce, ki jih je treba raztopiti. Posebnosti vsakega omrežja za fertirigacijo so odvisne od obsega kmetijske dejavnosti in vrste namakalnega sistema, naprednejše operacije pa se lahko izvajajo po avtomatiziranih urnikih, medtem ko enostavnejše, manjše kmetije to počnejo ročno.

Običajno se tekoča oblika gnojila shrani v velikem rezervoarju, nato pa kapljalnik ali injektor napolni namakalno vodo z natančnimi količinami gnojila.

Večina regionalnih kmetijskih predpisov določa, da morajo imeti sistemi za fertigacijo nameščeno tudi napravo za preprečevanje povratnega toka, da se prepreči onesnaženje prvotne namakalne vode z vodo, uporabljeno za fertigacijo, saj bi to lahko povzročilo onesnaženje virov pitne vode z agresivnimi kemikalijami.

Vzorci absorpcije hranil pri fertirigaciji

Sistemi za fertirigacijo že leta priljubljeno uporabljajo kmetijski strokovnjaki zaradi večje učinkovitosti, s katero lahko rastline oskrbujejo s hranili.

Raztapljanje gnojil v vodi in njihova dostava rastlinam v tekoči obliki omogoča, da se absorbirajo in izkoristijo hitreje kot tradicionalno gnojenje, zlasti če se izvaja na koreninski ravni s kapljičnim namakanjem.

Čeprav obstaja že desetletja, so sodobne inovacije v preciznem kmetijstvu omogočile uporabo natančnih količin gnojenega namakanja za ciljno nanašanje na določene pridelke in ustvarile avtomatizirane sisteme z naprednimi senzorji, ventili in omrežji za vbrizgavanje.

Način širjenja fertigacijske vode se razlikuje med različnimi sistemi in edinstveno biogeokemijo tal vsakega kopnega, vendar se pri kapljičnem namakanju običajno širi navzven in navzdol od mesta izpusta, pri čemer se premika zaradi gravitacije. Težka glinena tla niso idealna za sisteme fertigacije, saj se gnojila lahko ujamejo in naberejo na ravni korenin.

Ustvarjanje uspešnih sistemov za fertirigacijo

Učinkoviti in uspešni sistemi fertirigacije so odvisni od izbire gnojil in zasnove prvotnega namakalnega omrežja. Sistemi kapljičnega namakanja so najpogostejši in najbolj koristni tip za pretvorbo v sisteme fertirigacije, saj vodo in hranila dovajajo neposredno v koreninski sistem rastline za hitro absorpcijo in izkoriščanje.

Glavni dejavniki pri ustvarjanju uspešnega sistema so vrsta uporabljenega gnojila ter njegova topnost, kislost in združljivost s ciljnimi rastlinami. Uporabljena spojina mora temeljiti na potrebah rastlin po hranilih, sistemi gnojil s spremenljivo količino (VRF) pa lahko natančno določijo specifične potrebe tal po hranilih.

V tabeli 1 so razčlenjene nekatere najpogostejše spojine, ki se uporabljajo pri fertirigaciji, in njihova kemična razgradnja ter kako se njihova sposobnost raztapljanja v vodi spreminja z višjimi temperaturami. Večina namakalnih omrežij je zdaj zgrajenih iz plastike ali podobnih materialov, kar je pomembno, saj so nekatera gnojila lahko zelo močna in korozivna za kovinske cevi.

Pri načrtovanju delovanja in gnojenja na splošno je treba upoštevati vrsto in kislost tal, zato je ključnega pomena, da pravilno kombinirate spojine s tipom tal, da preprečite, da bi postala preveč kisla ali preveč alkalna.

Izbira spojin s hranili, ki imajo topnost, primerno za temperaturo tal in vode v vaši regiji, je še en dejavnik za uspešno fertirigacijo. Za optimalno načrtovanje fertirigacije je treba uporabiti programsko opremo za geoprostorsko kartiranje, s katero ustvarite večplastni zemljevid, ki odraža razlike med različnimi dejavniki, kot so električna prevodnost tal, pH, gostota hranil in vzorci drenaže, tako da se lahko ustrezni vnosi raztopijo v vašem namakalnem sistemu v pravilnih količinah.

Tabela 1: Razčlenitev običajnih spojin, ki se uporabljajo za fertirigacijo

Združljivost fertigacije z različnimi namakalnimi sistemi

Najboljši sistemi za fertirigacijo so tisti, ki so vgrajeni v kapljično namakanje, tako da se voda in hranila lahko dovajajo neposredno koreninam. območje poljščin – čeprav je to tehnično mogoče izvesti s katerim koli namakalnim sistemom.

Sistemi za škropljenje imajo več pomembnih pomanjkljivosti, saj velik del gnojene vode pristane na listih in listju rastlin, kar zapravlja dragocene vire in lahko povzroči opekline krhkih listov ali prispeva k širjenju glivičnih bolezni zaradi stoječe vlage.

Veter lahko tudi odpihne oblake poškropljene vode na sosednja polja ali vodne vire, kar je težko upoštevati in lahko onesnaži vodne vire s potencialno nevarnimi posledicami.

Oskrba z vodo in hranili s podpovršinskim kapljičnim namakanjem je najboljša tehnika, saj je izguba minimalna in jih korenine rastlin po sproščanju hitro absorbirajo. Poleg tega kapljično namakanje omogoča tudi bolj nadzorovane in natančne količine gnojil, ki se sproščajo na določenih mestih v tleh, da se zadovoljijo potrebe vsake rastline v primerjavi z razpršilniki.

Kapljično namakanje zahteva tudi manjši tlak za delovanje kot škropilni sistemi, kar velja tudi za namakalne cevi, vendar so te manj idealne kot podzemno kapljično namakanje, saj še vedno zalivajo na površini in nimajo enake natančnosti, saj se voda sprošča s celotne površine cevi.

Prednosti fertigacije

Pravilno nameščeni sistemi za fertirigacijo se lahko izkažejo za zelo koristne za kmetijske strokovnjake iz več razlogov. Prvič, gre za zelo učinkovit način porazdelitve gnojil po načelu ‘ubij dve muhi na en mah’ z istočasnim zalivanjem in gnojenjem pridelkov.

To pomeni tudi, da se lahko ista cevovodna oprema in infrastruktura uporabita za dva bistvena vložka, zaradi česar je to stroškovno učinkovit pristop. Ekonomsko je ugoden tudi zato, ker natančna uporaba gnojil prek že tako učinkovitega sistema, kot je kapljično namakanje, pomeni, da se viri varčujejo in je treba uporabiti le natančne količine.

V primerjavi s tradicionalnim pristopom razprševanja z eno samo gostoto gnojila na več polj je izguba minimalna. Ker je treba gnojilo na pridelke nanašati manj pogosto kot vodo, ga je mogoče po potrebi povečevati ali zmanjševati, ne da bi bilo treba preklopiti na drug sistem, saj tudi rastline z veliko gnojilno močjo ne bodo potrebovale pogostejšega gnojenja kot namakanja.

Manjše, a pogostejše gnojenje pridelkov je prav tako ugodno, saj na splošno zmanjša verjetnost kopičenja soli v primerjavi z večjimi, a redkimi razpršenimi ali pasovnimi gnojili.

Uporablja se v sušnih podnebjih, kjer primanjkuje vode, za izboljšanje potenciala vsake kapljice vode in zagotovitev, da se izkoristi vsak košček mokre zemlje z istočasnim zagotavljanjem potrebnih gnojil.

Ne le, da so koncentracije gnojil strogo nadzorovane, ampak je pri sistemih kapljičnega gnojenja lokacija točk sproščanja vode natančnejša, kar omogoča koreninam rastlin, da hitro absorbirajo hranila, ko so nanesena, namesto da se absorbirajo le v prazna in suha območja zemlje, kjer se zapravljajo.

Korenine so že vlažne, ko prejmejo gnojilo, kar zmanjša opekline korenin in poveča absorpcijsko sposobnost.

Ta tehnika neposrednega vnašanja gnojila v korenine zmanjšuje verjetnost izpiranja hranil, saj je čas, ki ga gnojilo preživi ‘v limbu’ od nanosa do absorpcije, zelo kratek, zato je manjše tveganje za odtekanje zaradi deževja ali podobnih vremenskih dogodkov.

Študije kažejo, da lahko s pravilno opremo in pravilno namestitvijo kapljično gnojenje znatno izboljša donosi pridelkov, izboljšajo produktivnost vode in drastično zmanjšajo porabo gnojil.

Slabosti fertigacije

Slabosti sistemov za namakanje so povezane predvsem z ekonomskimi težavami, saj imajo sistemi z minimalnimi naložbami večjo verjetnost težav z infrastrukturo in puščanjem. Brez zelo kakovostne preventivne naprave za povratni tok obstaja veliko tveganje, da bi se vir sladke vode, ki se uporablja za namakanje, onesnažil s fertigirano vodo.

To predstavlja očitne nevarnosti za zdravje ljudi, pa tudi za zdravje lokalnih porečij, rastlinstva in živalstva ter lahko prispeva k splošnemu onesnaženju lokalnega bioma.

Pri opremi nižje kakovosti ali starejši opremi ali cevovodni infrastrukturi, ki se razteza na dolge razdalje, lahko tečejo nedosledne raztopine, saj se gnojilo med pretokom skozi namakalne cevi razredči v vodi, kar zmanjša učinkovitost sistema in lahko povzroči prekomerno gnojenje nekaterih poljščin in nezadostno gnojenje drugih.

Glede na kemično sestavo namakalne vode obstaja tudi možnost reakcij med gnojili na osnovi magnezija ali kalcija in morebitnimi bikarbonati v vodi.

To se pogosteje dogaja, kadar je vir vode iz vodnjaka ali podtalnice, v vodi pa so lahko nekoliko višje koncentracije apna ali železa, raztopljenega v vodi, ki reagirata z gnojili ali pa se samo kopičita in oborita.

Kemično zamašitev lahko poslabša težave zaradi nedosledne uporabe hranil pridelkom, saj blokira izhodne točke v namakalnem sistemu. Rešitve vključujejo uravnavanje pH vode ali vbrizgavanje nizkih koncentracij fosfonata v vodo ali črpanje v ločen rezervoar ali zbiralnik, kjer se oborine lahko usedejo, preden se uporabijo gnojila.

Dragocena praksa preciznega kmetijstva

Na splošno se je izkazalo za ključni del sodobnih kmetijskih sistemov in je imelo ter bo še naprej igralo pomembno vlogo pri širjenju izvajanja preciznega kmetijstva.

Fertirigacija premaga omejitve tradicionalne uporabe gnojil z ustvarjanjem višje ravni nadzora nad natančnimi količinami in stopnjami, s katerimi se gnojila dajejo pridelkom, in se izvaja po natančnem urniku z visoko stopnjo uspešnosti privzema hranil in minimalnimi izgubami.

Še posebej, če se uporablja v sistemu kapljičnega namakanja, ta praksa uteleša številne temelje preciznega kmetijstva in pomaga upravljavcem zemljišč pri sprejemanju ekonomskih in trajnostnih odločitev o uporabi gnojil, ki ne le povečajo donose, temveč prispevajo tudi k dolgoživosti kmetijskega obratovanja.

Pogosta vprašanja

1. Kako deluje kapljično namakanje?

Kapljično namakanje je učinkovita metoda dovajanja vlage neposredno koreninam rastlin. Vključuje mrežo cevi ali cevk z majhnimi luknjicami ali kapljalniki, nameščenimi blizu dna rastlin. Skozi te kapljalnike voda počasi in enakomerno kaplja, kar rastlinam omogoča, da jo učinkovito absorbirajo brez izgube.

Ta ciljno usmerjen pristop zmanjšuje izhlapevanje in odtekanje, hkrati pa maksimizira absorpcijo vode, spodbuja zdravo rast rastlin in zmanjšuje porabo vode v kmetijstvu in vrtovih. Kapljično namakanje zagotavlja, da rastline prejmejo pravo količino vode, varčuje z viri in podpira trajnostne kmetijske prakse.

2. Kaj pridelovalcu omogoča fertirigacija? Kaj se z njo nanaša na pridelke in tla?

Pridelovalcem omogoča, da v eni sami aplikaciji združijo prednosti namakanja in gnojenja.

Omogoča jim, da gnojila dostavljajo neposredno koreninam rastlin prek namakalnega sistema. Ta metoda zagotavlja, da rastline prejmejo potrebna hranila točno takrat, ko jih potrebujejo, kar izboljša njihovo absorpcijo in spodbuja zdravo rast.

Prav tako ponuja boljši nadzor nad porazdelitvijo hranil, zmanjšuje odpadke gnojil in omogoča ciljno usmerjeno in učinkovito upravljanje hranil, kar ima za posledico večji pridelek in splošno produktivnost pridelovalcev.

3. Razlika med namakanjem in fertigacijo?

Namakanje je postopek oskrbe rastlin z vodo za zadovoljevanje njihovih potreb po vlagi. Vključuje zagotavljanje vode v tleh z različnimi metodami, kot so škropilniki, namakanje s poplavami ali kapljični sistemi. Po drugi strani pa je to praksa nanašanja gnojil na rastline prek namakalnega sistema.

4. Kako deluje gnojilo? Zakaj kmetje uporabljajo gnojila?

Gnojila so snovi, ki se dodajajo v zemljo ali rastline, da bi zagotovile esencialna hranila, ki jih v naravnem okolju morda primanjkuje. Gnojila vsebujejo koncentrirane količine ključnih elementov, kot so dušik, fosfor in kalij, ki so bistveni za rast rastlin.

Ko se gnojila nanesejo na zemljo ali rastline, se raztopijo v vodi in sprostijo ta hranila. Rastline absorbirajo hranila skozi korenine in jih uporabljajo za vitalne procese, kot sta fotosinteza in sinteza beljakovin, kar ima za posledico bolj zdravo in produktivno rast.

Gnojila pomagajo odpraviti pomanjkanje hranil, izboljšati rodovitnost tal in podpirati močan razvoj rastlin.

5. Kako kmetje zalivajo svoje pridelke?

Kmetje zalivajo svoje pridelke z različnimi metodami, odvisno od dejavnikov, kot so vrsta pridelka, stanje tal in razpoložljivost vode. Med pogoste tehnike spadajo nadzemni razpršilniki, namakanje po brazdah, namakanje s poplavami in kapljično namakanje.

Nadzemni razpršilniki razpršijo vodo po površini poljščin v obliki drobnih kapljic, podobno kot deževnica. Namakanje brazd vključuje ustvarjanje plitvih kanalov med vrstami poljščin in njihovo polnjenje z vodo.

Pri namakanju s poplavami se celotno polje preplavi z vodo, kar ji omogoča, da se vpije v zemljo. Kapljično namakanje dovaja vodo neposredno do korenin rastlin prek mreže cevi ali cevovodov z majhnimi izpustniki, kar zmanjšuje izgubo vode in povečuje učinkovitost. Kmetje izberejo najprimernejšo metodo glede na svoje specifične potrebe in vire.