Nawadnianie deficytowe, oraz problemy nawadniania np. Dust Bowl

 

Deficytowy sposób nawadniania zdefiniowano w następujący sposób:

„Nawadnianie deficytowe to strategia optymalizacji, w której nawadnianie stosuje się podczas faz wzrostu roślin wrażliwych na suszę. Poza tymi okresami nawadnianie jest ograniczone lub nawet niepotrzebne, gdyż deszcz zapewnia minimalne zaopatrzenie w wodę. Ograniczenie czy też racjonowanie wody jest ograniczone do fenologii odpornej na suszę. Całkowite zastosowanie nawadniania nie jest zatem proporcjonalne do potrzeby nawadniania przez cały cykl zbiorów. Podczas gdy nieuchronnie prowadzi to do stresu suszy w roślinie i w konsekwencji do utraty produkcji, deficytowy sposób nawadniania maksymalizuje wydajność wody do nawadniania, która jest główną przyczyną nawadniania. innymi słowy, deficytowy spoób nawadniania ma na celu stabilizację plonów i osiągnięcie maksymalnej wydajności wody w zbiorach, a nie maksymalnych plonów (Zhang i Oweis, 1999).”

Źródło:  Geerts, S., Raes, D., (2009). Nawadnianie deficytowe jako strategia w gospodarstwie mająca na celu maksymalizację wydajności wody uprawnej na suchych obszarach. Rolnictwo. Zarządzanie wodą  96, 1275-1284, Wikipedia

 


Misa pyłówa (dust bowl)

W Stanach Zjednoczonych pierwsi osadnicy na półpustynnych płaskowyżach byli nękani przez nieurodzaje spowodowane cyklami suszy, których kulminacją była katastrofalna misa pyłowa (dust bowl) w latach 30. XX wieku. Dopiero po II wojnie światowej udostępniono nawadnianie obrotowe, przekształcając masę lądową systemu wodonośnego High Plains w jeden z najbardziej produktywnych rolniczo regionów na świecie.

Rośliny sadzi się w kółko w celu wydajnego nawadniania.

Obraz: cc wikimedia. Opis: Dust Bowl w 1935 roku w Teksasie, efekt złego nawadniania.

Rola w obniżaniu poziomu wód gruntowych

Poziom wody spada, gdy tempo ekstrakcji przez nawadnianie przekracza tempo ładowania akwiferów. W niektórych miejscach zmierzono spadek poziomu wody o ponad 1,5 metra rocznie w momencie maksymalnej ekstrakcji. W skrajnych przypadkach konieczne było pogłębienie studni, aby dotrzeć do równomiernie opadającego zwierciadła wody. W XXI wieku rosnące uznanie znaczenia warstwy wodonośnej Ogallala (znanej również jako warstwa wodonośna Plateau) doprowadziło do wzrostu liczby reportaży ze strony dziennikarzy regionalnych i międzynarodowych.

Do 2013 r. wykazano, że efektywność wykorzystania wody przez system nawadniania obrotowego poprawiła się z biegiem lat, a rolnicy zaczęli intensywniej sadzić, nawadniać więcej ziemi i uprawiać bardziej spragnione wody uprawy.

Konwersja na współczesność 

Pisarka Emily Woodson scharakteryzowała zwiększone wykorzystanie centralnego systemu nawadniania obrotowego jako część głębokiej zmiany w kierunku współczesności (drogie traktory, nawadnianie oparte o punkt osi centralnej, nowe niebezpieczne pestycydy) i odejście od tradycyjnego rolnictwa w połowie lat 70. i 80. w Stanach Zjednoczonych. Nowe pokolenie wybrało rośliny o wysokim ryzyku i wysoce opłacalne, takie jak nawadniana kukurydza lub orzeszki ziemne, które wymagają dużych ilości wód gruntowych, nawozów i chemikaliów. Nowe gospodarstwa rodzinne przekształciły wiele pastwisk w nowe tereny uprawne i były bardziej zainteresowane rosnącymi cenami ziemi niż ochroną wód. 

Spadek

Artykuł z maja 2013 r. w New York Times „Studnie wysychają, żyzne równiny zamieniają się w pył” opisuje nieubłagany upadek części systemu wodonośnego High PlainsJest to jeden z największych warstw wodonośnych na świecie i zajmuje powierzchnię około 450 000 km² w częściach ośmiu stanów Dakota Południowa, Nebraska, Wyoming, Kolorado, Kansas, Oklahoma, Nowy Meksyk i Teksas pod Wielkimi Równinami Stanów Zjednoczonych.

W niektórych częściach Stanów Zjednoczonych sześćdziesiąt lat dochodowej intensywnej działalności rolniczej z gigantycznymi obrotowymi dyszami nawadniającymi osuszyło część warstwy wodonośnej płaskowyżu. Wymiana wód gruntowych w wyschniętej warstwie wodonośnej zajęłaby setki, a nawet tysiące lat. W 1950 roku nawadniane pola uprawne obejmowały 250 000 hektarów. Dzięki zastosowaniu nawadniania centralnego, w samym Kansas nawodniono prawie trzy miliony akrów ziemi. W niektórych miejscach Teksasu Zachodniego poziom wód gruntowych został osuszony (opróżniony). „Rozległa teksańska ziemia uprawna, która leży powyżej warstwy wodonośnej, nie obsługuje już nawadniania. W zachodnio-środkowym Kansas nawet jedna piąta nawadnianych gruntów ornych wzdłuż 160-kilometrowego pasa warstwy wodonośnej już wyschła”.

Maszyny do nawadniania liniowego / bocznego

Sprzęt nawadniający można również skonfigurować do poruszania się w linii prostej, co nazywa się ruchem liniowym, ruchem z boku na bok, ruchem kołowym lub systemem nawadniania bocznego. W tym przypadku woda jest dostarczana przez kanał nawadniający biegnący wzdłuż pola i umieszczony z jednej strony lub pośrodku szerokości pola. Wyposażenie silnika i pompy jest zamontowane na wózku obok kanału podającego, zwykle na wózku który porusza się wraz z maszyną.

Rolnicy mogą zdecydować się na ruchy liniowe, aby dostosować istniejące prostokątne projekty pól, takie jak te, które są przekształcane z nawadniania metodą bruzd. Ruchy boczne deszczowni są znacznie rzadsze, opierają się na bardziej złożonych systemach prowadzenia i wymagają dodatkowego zarządzania w porównaniu z centralnymi systemami obrotowymi. Ruchy boczne są powszechne w Australii i zwykle mają długość od 500 do 1000 metrów.

Źródło: Wikipedia