Vihanneskasvien kastelulla on pitkä historia, koska vesi on rajallinen luonnonvara. Kasvien menestyksekkään kasvun kannalta oikea määrä vettä korostetaan jatkuvasti.
Fairfaxin mukaan Virginiassa Kasteluliitto, kastelu aloitettiin vuonna 6000 eKr. Se alkoi suunnilleen samaan aikaan Egyptissä ja Mesopotamiassa (nykyinen Irak ja Iran), käyttäen tulvivien Niilin tai Tigris/Eufrat-jokien vettä. Heinäkuusta joulukuuhun sattuneet tulvavedet ohjattiin pelloille 40-60 päiväksi. Sitten vesi valutettiin takaisin jokeen oikealla hetkellä kasvusyklissä.
Vuonna 1800 jKr. kastellun maan pinta-ala oli maailmanlaajuisesti lähes 20 miljoonaa hehtaaria. Tämä on arviolta 600 miljoonaa hehtaaria nykyään.
Kannettavan sprinklerikastelun mahdollisuudet kasvinviljelyssä tunnistettiin toisen maailmansodan jälkeen. Katalyyttinä oli alumiinin kasvava saatavuus. Kevytmetalli alkoi korvata raskaita teräsputkia ja valuraudasta tai teräksestä valmistettuja liittimiä.
Alumiinin merkitys näkyy ajanjakson tilastoissa. Yhdysvaltain hallituksen luvut osoittavat, että 1.25 miljoonaa puntaa putkia asennettiin Yhdysvaltoihin vuonna 1946. Vuoteen 1955 mennessä luku oli noussut 50 miljoonaan puntaa.
Kastelussa on neljä päätyyppiä: pinta (tulva ja vao); sprinkleri; tippua; ja maanalainen. Pintamenetelmät menettävät yleensä eniten vettä haihtuessaan, ja niiden suosio on laskenut useiden vuosikymmenten ajan, kun tehokkaat tiputusjärjestelmät tulevat tilalle.
Kasvimaailmassa on viime vuosikymmeninä siirtynyt tiputuskasteluun.
Tiputuskastelu (tunnetaan myös nimellä tihkukastelu tai mikrokastelu) mahdollistaa tarkasti kontrolloidun veden ja lannoitteen levityksen antamalla veden tippua hitaasti lähelle kasvin juuria venttiilien, putkien, putkien ja emitterien verkon kautta. Muoviviljely on tippakastelun, polyeteenikatteen ja kohotettujen penkkien yhdistettyä käyttöä. Alan asiantuntijoiden mukaan kasvintuotannossa voidaan saavuttaa suurin tuottavuus ja varhaisuus yhdistämällä muoviviljely ja siirtokasvien käyttö.
"Useimmilla vihannesten viljelijöillä, joiden kanssa olen tekemisissä, on jonkinlainen kastelu", sanoi Ron Goldy, vanhempi laajennuskouluttaja Michigan State Universityssä.
Goldy aloitti ja toimii Lounais-Michiganin kasteluverkosto, maksullinen maaperän kosteuden seurantaohjelma, joka tarjoaa viljelijöille viikoittaisia lukemia ja neuvoja kastelusovelluksessa.
"Sadosta riippuen useimmat ovat tippuneet", Goldy sanoi. "Jotkin viljelykasvit eivät altistu tippumiseen, kuten maissi, porkkanat, selleri, sipulit, pavut, perunat, suolakurkku, herneet ja muut, joita istutetaan tiheästi."
Muita tiputusjärjestelmien etuja Goldyn mukaan ovat:
- Tippakastelulaitteet käyttävät myös tiputuslinjoja lannoitukseen
- Painetta tasaava teippi on mahdollistanut tippumisen käytön mäkisellä paikalla
- Tippa on paljon parempi elintarviketurvallisuuden kannalta
- Tippaus mahdollistaa tehokkaamman veden ja ravinteiden käytön
- Tippa voi poistaa pienemmän paineen ja tilavuuden, ja on siksi parempi niille, joiden kaivoteho on pieni
- Tiputus minimoi taudin aiheuttaman paineen, koska se ei kastele lehtiä ja hedelmiä
- Viljelijät voivat kastella tippumalla ja silti jatkaa muita peltotoimia
- Tiputus on helpompi automatisoida
"Kastelu on yksi parhaista tavoista vähentää riskiä arvokkaissa viljelykasveissa, jopa Michiganin kaltaisessa korkean veden tilassa", Goldy sanoi. "Kannustaisin jokaista arvokasvihanneksen viljelijää kastelemaan jollain tavalla, mieluiten tiputtamalla."
Tutkimus kastelumenetelmistä Kaliforniassa Amerikkalainen rakennusinsinööriyhdistys keräsi tietoa viljelijöiden kastelumenetelmistä vuonna 2010. Tuloksia verrattiin aikaisempiin tutkimuksiin trendien arvioimiseksi.
Tulosten mukaan vuosina 1972–2010 istutusala kasvoi hedelmätarhoissa 15 prosentista 30 prosenttiin ja viinitarhojen 6 prosentista 15 prosenttiin. Vihannesten istutuspinta-ala on pysynyt suhteellisen staattisena, kun taas peltokasveilla istutettu ala on laskenut 67 prosentista 41 prosenttiin kastelusta. Pienimääräisellä (tippu- ja mikrosprinkleri) kastelulla kastettujen maiden määrä on lisääntynyt noin 38 prosenttia, kun taas pintakastelujen määrä väheni noin 37 prosenttia.
Mukaan USDA, huolimatta El Niñon aiheuttamasta kastelusta, Kalifornian maanviljelijöillä on edessään uusi kuivuusvuosi 2016. Jopa neljän vuoden pahimman kuivuuden jälkeen Kalifornian maatilojen tuotanto oli ennätykselliset 54 miljardia dollaria vuonna 2015, mikä vastaa yli puolta maan kulusta. tuoretuotteet. Pohjavesi on auttanut kompensoimaan Kalifornian sadepulaa, mutta pohjaveden ylitys ei voi jatkua loputtomiin.
Kalifornian maanviljelijät ovat vastanneet kuivuuteen kesannolla; siirtyminen kasveihin, jotka tuottavat korkeamman arvon vesiyksikköä kohti; ja kastelutekniikoiden vaihtaminen. Lähes kaikki Kalifornian viljelysmaa on kasteltu, joten jatkuva kastelutehokkuuden parantaminen on avainasemassa kuivuuden kestämisessä.
Tuotanto, tehokkuus
David Zoldoske, johtaja Center for Irrigation Technology (CIT) Kalifornian osavaltion yliopistossa Fresnossa, on työskennellyt viljelijöiden kanssa kastelukysymyksissä 35 vuoden ajan.
CIT perustettiin vuonna 1980 yhden Kalifornian historian (ennen nykyistä) pahimman kuivuuden jälkeen vuosina 1976-77.
Zoldoske sanoi, että osavaltion lainsäätäjä oli päättänyt tehdä enemmän kastelukäytäntöjen parantamiseksi Kaliforniassa, aivan kuten tippakastelun käyttö oli tulossa omaksi. Keskus on kehittänyt testauslaboratoriotyötään kastelutuotteiden kehittämisen ohella.
"Olemme olleet edelläkävijöitä kastelulaitteiden testauksessa viimeisen 35 vuoden ajan", hän sanoi.
"Työskentelemme tippapäästöjen, vihannesten viljelyyn tarkoitettujen teippien kanssa, ja teemme myös paljon kenttätutkimusta ja koulutusta ottaaksemme oppimamme ja jakaaksemme sen viljelijöiden kanssa", hän sanoi. "Olemme kasvaneet siihen pisteeseen, että nyt itse asiassa edistämme innovaatioita kasteluyhtiöiden ja -tuotteiden avulla."
Zoldoske muistelee tippatekniikkaa edeltäviä aikoja, jolloin "kaikki kasteltiin sprinklereillä. Vihanneksia kasvatettiin pitkään sprinklereillä. Tarkkuusmaatalous muutti kaiken tämän.”
Hän sanoi, että ensimmäisiä haasteita tippua käytettäessä ovat sen tehokkuuden syvyyden selvittäminen ja kuinka kauan järjestelmän pitää olla käynnissä. Työskenneltiin myös emittereiden reikien kokojen kanssa ja hyönteismyrkkyjen estäminen vahingoittamasta tippanauhaa.
"Teknologian avulla pystyimme parantamaan merkittävästi tuotantoamme ja tehokkuuttamme käyttämällä tipputeippiä vihannesten tuotannossa", Zoldoske sanoi.
Hän havaitsi vastahakoisuutta viljelijöiden puolelta, jotka olivat tyytyväisiä sprinklerikasteluun, ennen kuin he ymmärsivät, kuinka muovia voidaan kiertää istutus- ja sadonkorjuutarpeita varten.
"Tiputuksen avulla voimme todella hallita levitettyä vettä ja lannoitteita yleensä", hän sanoi. "On hyvä ymmärrys syvyyden hallinnasta, parempien muovien ja emitterien käytöstä oikean virtausnopeuden ja etäisyyden saavuttamiseksi paremman suodatuksen saavuttamiseksi."
Hän sanoi, että droonien käyttö kaukokartoituksessa antaa paremman kuvan kastelun tehokkuudesta kentällä.
”Voimme tunnistaa vuotopaikat, stressissä olevat kasvit ja tunnistaa varhain, missä meillä saattaa olla ongelmia kastelun, hedelmällisyyden, maaperän ja hyönteisten kanssa. Se voi auttaa korjaamaan ongelmia kasvukauden aikana ja antaa sinulle nämä tiedot ajoissa."
Jo useita vuosia sitten Zoldoske oli mukana töissä, jotka mittasivat antureilla suurten melonipeltojen vegetatiivista indeksiä.
”Viikon tai 10 päivän poissa, voisit katsoa pellon eri alueita totuudenmukaisesti ja mennä ulos arvioimaan tuotteen satoa ja kokoa. Tämä auttoi markkinoijia myymään pellon etukäteen ennen sadonkorjuuta. Osa tästä tiedosta, joka voidaan antaa, tiesimme 15-20 vuotta sitten."
Uuden teknologian käyttö "on ollut evoluutioprosessi", hän sanoi. "Vain siksi, että yksi henkilö tekee sen, ei tarkoita, että se olisi laajasti sovellettu. Alamme nähdä viljelijöiden ruiskuttavan ilmaa tiputuslinjoihin, ja se auttaa veden ilmastuksessa juurivyöhykkeellä, mikä lisää satoa. Olemme nähneet myyntikelpoisten melonien kasvun 15 prosenttia viimeisen viiden vuoden aikana.
Zoldoske sanoi, että viljelijät käyttävät enemmän suorakylvö- tai minimikylvömenetelmiä, "joten maaperää ei työstetä niin paljon. Siitä on hyötyä sekä kustannuksissa että maaperän terveyteen painottuessa. Ihmiset kiinnittävät enemmän huomiota siihen, että maaperä on mahdollisimman terveellistä. Jotkut kasvattavat vihanneksia, joissa on enemmän suolaa, mikä saa osan maaperästä siirtymään pois maaperälle herkistä viljelykasveista."
Hän sanoi, että työvoimapula on edelleen ongelma, etenkin kun tarvitaan enemmän ammattitaitoista työvoimaa uusimpien teknisten työkalujen ymmärtämiseksi ja käyttämiseksi.
"Tarvitset vähemmän mutta enemmän ammattitaitoista työvoimaa tiputuskastelussa kuin sprinklereissä", hän sanoi. "Sinä kuljetit sprinklereitä käsin. Nyt on enemmän tietoa. Koko langaton viestintä on ollut iso plussa. Se antaa sinulle tietoa kastelupaineista ja -virroista, maaperän kosteuden tilasta sekä tuulen ja veden lukemista.
"Tänään viljelijöillä on paljon enemmän tietoa käden ulottuvilla päätösten tekemistä varten. Jatkossa tulemme näkemään, että kentältä kerätään säännöllisesti paljon enemmän dataa iPhonen tai jonkin muun kautta."
Dripin käytännöllinen lähestymistapa
John Nye, Michiganissa sijaitsevan St. Josephin presidentti ja perustaja Trickl-eez, on ollut mukana kasteluliiketoiminnassa yli 40 vuotta. Hän on työskennellyt viljelijä Jim Demskin kanssa, joka on yksi ensimmäisistä viljelijöistä Lounais-Michiganissa, joka käytti tippua.
"He kasvattivat tomaatteja pitkään sprinklerikastelulla niiden päällä", Nye sanoi. "Mitä tapahtuisi, heillä olisi tietty määrä arpia. Hän oli kasvattanut tomaatteja pitkään – 15 vuotta tai enemmän. Hän vain käänsi dollareita, ei tienannut yhtään rahaa. Hän oli innoissaan mahdollisista korotetuista penkeistä, kalvosta, tippumamuovista, veden ja ravinteiden syöttämisestä tähän järjestelmään. Se oli iso askel tehdä se kerralla. Se oli itse asiassa paras tapa tehdä se.
”Työskentelin useilla aloilla. Hänen tuotantonsa ollessaan tasaisella maalla, hän sai noin 700 laatikkoa tomaatteja nro 1 eekkerille. Kun hän siirtyi korotettuihin penkkeihin kalvoa käyttäen, tuotto nousi 1,500 busheliin hehtaarilta. Hän yli kaksinkertaisti sadon ja laatu parani paljon. Hän ei pystynyt noudattamaan käskyjä. Muut alueen viljelijät näkivät sen ja halusivat hyödyntää sitä.
"(Drip) on käytännöllinen paprikoille, munakoisoille ja monille muille vihanneskasveille", hän sanoi. ”Nyt kaikki vihannesteollisuudessa, paitsi pellissä, käyttävät tekniikkaa. Kun tomaattien sato on yli 2,000 XNUMX laatikkoa hehtaarilta, se on melko jännittävä tarina.
Tippakäyttöä on auttanut laadukkaampi letku ja ravinteiden ruokinnasta enemmän tietäminen, Nye sanoi.
”Se on ollut vähän evoluutiota – jännittävää. Kaikki alalla ovat menneet siihen eivätkä koskaan palanneet, kun he ovat nähneet kuinka hyvää se voi olla."
Nye sanoi, että viljelijät vastustivat tiputusasennusta varhaisessa vaiheessa.
”Se tuntui suurilta kustannuksilta – paljon oli vaihdettavaa. Niille, jotka kokeilivat sitä, palkinnot olivat siellä ja koko ala on pudonnut. Se on melkoinen kustannussijoitus tämän tekemiseen. Tuotanto ja laatu ovat paljon korkeampia, ja loppujen lopuksi yksikkökustannukset ovat alhaisemmat."
Hän sanoi, että putkien parannukset ovat tehneet siitä "niin luotettavan, että se ei todennäköisesti tukkeudu. Se toimii haluamallamme tavalla. On melko varmaa, jos viljelijät laittavat oikean suodattimen ja noudattavat mitä osaamme tehdä. Sitä on muokattu ja paranneltu. Nyt järjestelmä on niin luotettava ja niin laajasti käytetty, että uusi viljelijä voi aloittaa heti ja voi helposti ymmärtää ja kehittää (järjestelmän) ja käyttää sitä itse. Se on ollut todellinen evoluutio."
Uudemmilla järjestelmillä viljelijät käynnistävät ja sammuttavat pumppuja matkapuhelimilla ja pystyvät seuraamaan virtauksen ja lannoiteinjektioiden toimintaa.
"Tämän päivän tekniikka pystyy tarkkailemaan myrskyn nousua ja puhelimen avulla voidaan sammuttaa järjestelmä - ja voit tehdä sen kaukaa", Nye sanoi.
Nye sanoi, että seuraava merkittävä kehitys on laajalle levinneitä kierrätyskäytäntöjä, joiden avulla "vedetään uudelleen käyttöön ja kierrätetään ne materiaalit".
Voittojen historia
Phil DeMarco Hammontonista, New Jerseystä, Irrigation Associationin entinen hallituksen jäsen, joka on ollut kastelutyössä seitsemän vuosikymmentä, syntyi ja kasvoi maatilalla Etelä-New Jerseyssä. Hän havaitsi kannettavien, käsin siirrettävien alumiinisten kastelumenetelmien varhaisen käytön isänsä vihannestilalla, joka otti valtaansa 1940-luvulla.
"Ne olivat yleensä kotitekoisia laitteita", DeMarco sanoi. ”Tehtaalla rakennetut pumput aloitettiin tällä alueella toisen maailmansodan aikoihin. Vesivinssityyppisiä järjestelmiä käytettiin ensimmäisen kerran noin 1970-luvun lopulla. Kun jaoin kastelulaitteita vuonna 1975, siellä oli joitain kannettavia yksiköitä, mutta rakensimme enimmäkseen omia huippuluokan dieselpumppujamme ja myimme niitä maanalaisella PVC:llä. Vinelandissa, New Jerseyssä, vihannesalueella käytetään edelleen käsin siirrettyä alumiinia. Se on ainoa alue, jolla näet vielä pieniä 8-10 hehtaarin maatiloja käyttävän sitä.
"Drip on vallannut vihannesalueen", hän sanoi. ”Se säästää työvoimaa, on taloudellista, vettä ei mene hukkaan ja käytät vettä vain määrätyllä alueella. Asetat sen myös alle, samoin kuin kasvin muovin alle. He kasvattavat tomaatteja, vihreitä ja kaikkea. Sokerimaissi käyttää jopa hieman tippaa – mutta se on nopeasti kasvava sato.
”Tippukastelulla saadaan aikaan säästöjä, etkä huolehdi koneista ja putkista. Se ei tee muuta kuin käynnistää pumpun tai avaa venttiilin. Se on tehnyt suuren eron. Heti kun (kasvattajat) näkivät jotain tulevan kadulle, jotain uutta, he hyppäsivät siihen."
Hän sanoi, että Etelä-New Jerseyssä ei ole veden saatavuusongelmia, joita on nähty muilla maan alueilla.
- Gary Pullano, apulaistoimittaja