Köögiviljade niisutamisel on pikk ajalugu, mille põhjuseks on tõsiasi, et vesi on piiratud ressurss. Jätkuvalt suureneb rõhk õige koguse vee olemasolule edukaks taimede kasvuks.
Vastavalt Fairfaxile, Virginias Niisutusühing, niisutamine algas 6000 eKr. See sai alguse umbes samal ajal Egiptuses ja Mesopotaamias (praegune Iraak ja Iraan), kasutades üleujutavate Niiluse või Tigrise/Eufrati jõgede vett. Üleujutusveed, mis toimusid juulist detsembrini, suunati põldudele 40–60 päevaks. Seejärel juhiti vesi õigel kasvutsükli hetkel jõkke tagasi.
Aastal 1800 pKr ulatus niisutatud maa kogu maailmas peaaegu 20 miljoni aakri suuruseni. See on võrreldav hinnanguliselt 600 miljoni aakriga tänapäeval.
Kaasaskantava vihmutiga niisutamise potentsiaal taimekasvatuses tunnistati pärast Teist maailmasõda. Katalüsaatoriks oli alumiiniumi kasvav kättesaadavus. Kergekaaluline metall hakkas asendama malmist või terasest valmistatud raskeid terastorusid ja liitmikke.
Alumiiniumi tähtsus ilmneb perioodi statistikas. USA valitsuse andmed näitavad, et 1.25. aastal paigaldati USA-sse 1946 miljonit naela torusid. 1955. aastaks oli see arv tõusnud 50 miljoni naelani.
Kastmist on neli peamist tüüpi: pinnapealne (üleujutus ja vagu); vihmuti; tilguti; ja maa-alune. Pinnapealsed meetodid kaotavad tavaliselt aurustumisel kõige rohkem vett ja nende populaarsus on langenud juba mitu aastakümmet, kuna nende asemele tulevad tõhusad tilgutisüsteemid.
Köögiviljamaailmas on viimastel aastakümnetel toimunud üleminek tilguti niisutamisele.
Tilkniisutus (tuntud ka kui nire- või mikroniisutus) võimaldab täpselt kontrollitud vee ja väetise kasutamist, lastes vett aeglaselt tilkuda taime juurte lähedale läbi ventiilide, torude, torude ja emitterite võrgu. Plastikultuur on tilkniisutuse, polüetüleenmultši ja kõrgpeenarde kombineeritud kasutamine. Tööstusharuekspertide sõnul võib köögiviljatootmises saavutada suurima tootlikkuse ja varajase saamise, kombineerides plastikultuuri siirdamise kasutamisega.
"Enamikul köögiviljakasvatajatel, kellega ma tegelen, on mingisugune niisutamine," ütles Ron Goldy, laienduse vanemõpetaja Michigani osariigi ülikoolis.
Goldy algatas ja juhib Edela-Michigani niisutusvõrk, tasuline mulla niiskuse seireprogramm, mis annab kasvatajatele iganädalased näidud ja nõuanded kastmise kohta.
"Sõltuvalt saagist on enamik tilkunud," ütles Goldy. "Mõned põllukultuurid ei tilgu, näiteks mais, porgand, seller, sibul, oad, kartul, hapukurk, hernes ja teised, mida istutatakse suure tihedusega."
Goldy sõnul on tilgutisüsteemide muud eelised järgmised:
- Tilkniisutajad kasutavad väetamiseks ka tilgutisi
- Rõhku kompenseeriv lint on võimaldanud künklikel kohtadel kasutada tilgutit
- Toiduohutuse osas on tilguti palju parem
- Tilgutamine tagab vee ja toitainete tõhusama kasutamise
- Tilguti võib töötada madalama rõhu ja mahuga ning on seetõttu parem neile, kellel on madal kaevude väljund
- Tilgutamine vähendab haigussurvet, kuna ei niisuta lehti ja vilju
- Kasvatajad saavad kasta tilgutiga ja siiski teha muid põllutegevusi
- Tilgutamist on lihtsam automatiseerida
"Niisutamine on üks parimaid viise kõrge väärtusega põllukultuuride riski vähendamiseks, isegi sellises veetasemes nagu Michigan," ütles Goldy. "Mina julgustaksin kõiki väärtuslike köögiviljade kasvatajaid mingil viisil kastma, eelistatavalt tilgutiga."
Uuring niisutusmeetodite kohta Californias Ameerika tsiviilinseneride ühing kogus teavet meetodite kohta, mida kasvatajad kasutasid oma põllukultuuride niisutamiseks 2010. aastal. Trendide hindamiseks võrreldi tulemusi varasemate uuringutega.
Tulemuste kohaselt kasvas istutuspind aastatel 1972–2010 viljapuuaedade puhul 15 protsendilt 30 protsendile ja viinamarjaistanduste puhul 6 protsendilt 15 protsendile. Köögiviljaga külvatud pind on jäänud suhteliselt staatiliseks, seevastu põllukultuuride külvipind on vähenenud 67 protsendilt 41 protsendini niisutatavast pinnast. Madalamahulise (tilguti- ja mikrovihmutiga) kastmisega niisutatud maad on kasvanud ligikaudu 38 protsenti, samas kui pinnapealselt niisutatava maa hulk vähenes ligikaudu 37 protsenti.
Järgi USDAVaatamata El Niño leotamise lootustele ootavad California põllumajandustootjaid 2016. aastal järjekordne põuaaasta. Isegi pärast nelja aastat kestnud suurimat põuda oli California põllumajandusettevõtete toodang 54. aastal rekordiline 2015 miljardit dollarit, mis moodustab enam kui poole riigi kogutoodangust. värske toode. Põhjavesi on aidanud kompenseerida California sademetepuudust, kuid põhjavee arvelduskrediiti ei saa lõputult jätkata.
California põllumehed on põuale reageerinud maa mahajätmisega; üleminek põllukultuuridele, mis annavad suurema väärtuse veeühiku kohta; ja niisutustehnoloogiate vahetamine. Peaaegu kogu California põllumaa on niisutatud, nii et niisutustõhususe pidev parandamine on põua vastu võitlemise võtmeks.
Tootmine, efektiivsus
David Zoldoske, direktor Niisutustehnoloogia keskus (CIT) California osariigi ülikoolis Fresnos on kasvatajatega niisutusküsimustes koostööd teinud 35 aastat.
CIT asutati 1980. aastal pärast California ajaloo üht hullemat põuda (enne praegust) aastatel 1976–77.
Zoldoske ütles, et osariigi seadusandja oli otsustanud Californias niisutustavade täiustamiseks rohkem ära teha, just siis, kui tilkniisutamise kasutamine hakkas omaette. Keskus on arendanud oma katselabori tööd koos niisutustoodete väljatöötamisega.
"Oleme niisutusseadmete testimisel viimase 35 aasta jooksul omamoodi teejuhiks olnud," ütles ta.
"Töötame tilgutite, köögiviljakasvatuse tilkumislindiga ning teeme ka palju väliuuringuid ja koolitusi, et õpitu üle võtta ja seda kasvatajatega jagada," ütles ta. "Oleme kasvanud nii kaugele, et nüüd edendame innovatsiooni niisutusettevõtete ja -toodetega."
Zoldoske meenutab aegu enne tilgutitehnoloogiat, kui „kõiki asju niisutati vihmutiga. Köögivilju kasvatati pikka aega vihmutiga. Täppispõllumajandus muutis seda kõike.
Ta ütles, et esmased väljakutsed tilguti kasutamisel hõlmavad selle tõhususe sügavuse väljaselgitamist ja seda, kui kauaks süsteem tööle jätta. Samuti tuli ette töötada emitterite aukude suurusega ja vältida putukamürkide tilkumislindi kahjustamist.
"Tehnoloogia võimaldas meil märkimisväärselt parandada oma tootmist ja tõhusust, kasutades köögiviljatootmises tilgutit," ütles Zoldoske.
Ta märkas vihmutiga niisutamisega rahulolevate kasvatajate vastumeelsust, enne kui nad mõistsid, kuidas istutus- ja koristusvajaduste jaoks plastikust ümber töötada.
"Tilguti abil saame laotatud vee ja väetistega üldiselt hakkama," ütles ta. "On hea arusaam sügavuse juhtimisest, paremate plastide ja emitterite kasutamisest, et saavutada õige voolukiirus ja vahemaa, et saavutada parem filtreerimine."
Ta ütles, et droonide kasutamine kaugseireks annab parema ülevaate kastmise efektiivsusest põllul.
"Saame tuvastada lekkekohad, stressi all olevad taimed ja varakult tuvastada, kus meil võib olla probleeme niisutamise, viljakuse, mulla ja putukatega. See võib aidata kasvuperioodil probleeme lahendada ja anda teile selle teabe varakult.
Juba mitu aastat tagasi osales Zoldoske töös, mis jälgis andurite abil suurte melonipõldude vegetatiivset indeksit.
“Nädal või 10 päeva väljas, võiksite põldu erinevaid alasid põhjalikumalt vaadata ja minna välja ning hinnata toote saagikust ja suurust. See aitas turundajatel põldu enne koristamist ette müüa. Osa sellest teabest, mida saab esitada, teadsime 15–20 aastat tagasi.
Ta ütles, et uue tehnoloogia kasutamine "on olnud evolutsiooniprotsess. "See, et üks inimene seda teeb, ei tähenda, et see on laialdaselt kohandatud. Me hakkame nägema, kuidas kasvatajad süstivad tilgutitesse õhku ja see aitab vett õhutada juurtetsoonis, mis suurendab saagikust. Oleme viimase viie aasta jooksul näinud turustatavate melonite kasvu 15 protsenti.
Zoldoske ütles, et kasvatajad kasutavad rohkem otsekülvi või minimaalse külviga majandamisvõtteid, „nii et mulda ei töödeldaks nii palju. See toob kasu nii kulude kui ka mulla tervise rõhuasetuse osas. Inimesed pööravad rohkem tähelepanu sellele, et muld oleks võimalikult tervislik. Mõned kasvatavad köögivilju, milles on rohkem soolsust, mistõttu osa sellest pinnasest nihkub mullatundlike põllukultuuride juurest eemale.
Tema sõnul on jätkuvalt probleemiks tööjõupuudus, eriti uusimate tehnoloogiliste tööriistade mõistmiseks ja kasutamiseks on vaja rohkem kvalifitseeritud tööjõudu.
"Tilkinisutamise puhul on vaja vähem, kuid rohkem kvalifitseeritud tööjõudu kui vihmutite puhul," ütles ta. "Sa liigutasid vihmuteid käsitsi. Nüüd on rohkem teavet. Kogu traadita side on olnud suur pluss. See annab teile teavet niisutussurve ja -voolude, mulla niiskuse seisundi ning tuule- ja veenäitude kohta.
„Kasvatajatel on praegu otsuste tegemiseks käeulatuses palju rohkem andmeid. Edaspidi näeme, et põllult kogutakse regulaarselt palju rohkem andmeid, mida juhitakse läbi iPhone'i või muu.
Dripi praktiline lähenemine
John Nye, Michiganis asuva St. Josephi president ja kaasasutaja Trickl-eez, on niisutusäriga tegelenud üle 40 aasta. Ta on töötanud koos kasvataja Jim Demskiga, kes on üks esimesi Michigani edelaosa kasvatajaid, kes kasutas tilgutit.
"Nad kasvatasid tomateid pikka aega vihmutiga niisutades," ütles Nye. "Mis juhtuks, on neil teatud arv arme. Ta oli tomateid kasvatanud pikka aega – 15 aastat või rohkem. Ta pööras lihtsalt dollareid, mitte ei teeninud raha. Teda huvitasid kõrgendatud peenarde, kile, tilgaplasti, vee ja toitainete sellesse süsteemi söötmise võimalused. See oli suur samm, et seda kõike korraga teha. See oli tegelikult parim viis seda teha.
“Töötasin mitmel alal. Kuna tema tootmine oli tasasel maal, sai ta aakrile umbes 700 kasti nr 1 tomateid. Kui ta kile abil kõrgpeenardele üle läks, läks saak 1,500 puuda aakri kohta. Ta suurendas saagikust üle kahe korra ja kvaliteet tõusis palju. Ta ei suutnud korraldusi täita. Teised piirkonna kasvatajad nägid seda ja tahtsid seda kasutada.
"(Tilgutus) on praktiline paprika, baklažaani ja mitmesuguste muude köögiviljakultuuride jaoks," ütles ta. „Nüüd kasutavad seda tehnoloogiat kõik köögiviljatööstuses, välja arvatud mudas. Kuna tomatite saagikus on üle 2,000 kasti aakri kohta, on see päris põnev lugu.
Nye ütles, et tilguti kasutamist on aidanud parema kvaliteediga torud ja toitainete söötmise kohta rohkem teadmine.
"See on olnud natuke areng – põnev. Kõik selles valdkonnas on selle juurde läinud ja pole kunagi tagasi pöördunud, kui nad näevad, kui hea see võib olla.
Nye ütles, et kasvataja oli juba varakult tilguti paigaldamisele vastu.
“See tundus suur kulu – palju ümber teha. Nende jaoks, kes seda proovisid, olid hüved olemas ja kogu tööstusharu on langenud. See on üsna kulukas investeering selle tegemiseks. Tootmine ja kvaliteet on palju kõrgemad, lõppkokkuvõttes madalamad ühikukulud.
Ta ütles, et torude täiustused on muutnud selle "nii töökindlaks, et tõenäoliselt ei ühenda see kinni. See toimib nii, nagu me tahame. See on üsna kindel, kui kasvatajad panevad õige filtri ja järgivad seda, mida me teame. Seda on muudetud ja täiustatud. Nüüd on süsteem nii töökindel ja nii laialdaselt kasutatav, et uus kasvataja saab kohe alustada ning saab hõlpsasti aru (süsteemi) ja seda arendada ning enda jaoks kasutada. See on olnud tõeline areng. ”
Uuemate süsteemide puhul lülitavad kasvatajad pumbad mobiiltelefoniga sisse ja välja ning saavad jälgida voolu ja väetise süstimist.
"Tänapäeva tehnoloogia suudab jälgida, kas vihma tuleb, ja telefoni saab kasutada süsteemi väljalülitamiseks – ja saate seda teha kaugelt," ütles Nye.
Nye ütles, et järgmine oluline areng on laialt levinud ringlussevõtu tavad, mille eesmärk on "taaskasutada materjale, mida me välja tõmbame ja need taaskasutada".
Kasumite ajalugu
Phil DeMarco Hammontonist, New Jerseyst, endine Irrigation Associationi juhatuse liige, kes on niisutustöödega tegelenud seitse aastakümmet, sündis ja kasvas üles New Jersey lõunaosas asuvas farmis. Ta jälgis kaasaskantavate käsitsi liigutatavate alumiiniumist niisutusmeetodite varajast kasutamist oma isa köögiviljafarmis, mis sai võimust 1940. aastatel.
"Need olid tavaliselt omatehtud platvormid, " ütles DeMarco. “Tehases ehitatud pumbad said selles piirkonnas alguse II maailmasõja paiku. Vesivintsi tüüpi süsteeme kasutati esmakordselt umbes 1970. aastate lõpus. Kui ma 1975. aastal niisutusseadmeid laiali jagasin, olid mõned kaasaskantavad agregaadid, kuid me ehitasime enamasti oma tipptasemel diiselpumbad ja müüsime neid maa-aluse PVC-ga. New Jerseys Vinelandis asuvas köögiviljapiirkonnas kasutatakse endiselt käsitsi teisaldatud alumiiniumi. See on ainuke piirkond, kus näete seda veel 8–10 aakri suurust väiketalu.
"Tilgu on juurviljaala üle võtnud," ütles ta. „See säästab tööjõudu, on ökonoomne, vett ei raisata ja vett kasutad ainult selleks ettenähtud kohas. Samuti paned selle alla koos taimega plastiku alla. Nad kasvatavad tomateid, rohelisi ja kõike muud. Suhkrusmais kasutab isegi veidi tilgutit, kuid see on kiiresti kasvav kultuur.
„Niisab, et tilkniisutamise kasutuselevõtt on säästetud ja te ei tegele masinate ja torudega. See ei tee midagi peale pumba käivitamise või ventiili avamise. See on palju muutnud. Niipea, kui (kasvatajad) nägid midagi tänavalt tulemas, midagi uut, hüppasid nad sellele peale.
Ta ütles, et New Jersey lõunaosas pole vee kättesaadavuse probleeme, mida on näha teistes riigi piirkondades.
- Gary Pullano, kaastoimetaja