Eenvormige watertoediening: Kry meer uit elke druppel
Estimated reading time: 6 minutes
Water is ’n skaars en duur hulpbron. Die doeltreffende aanwending daarvan in ’n besproeiingstelsel beskerm nie net die hulpbron nie, maar kan ’n produsent geld bespaar en sy opbrengste verhoog.
Sowat 62% van die land se jaarlikse opgegaarde watervoorraad word vir besproeiing aangewend. Die hoeveelheid water wat vir besproeiing beskikbaar is, is al hoe meer onder druk namate ander ekonomiese sektore se aansprake op water toeneem. Boonop is daar in talle gebiede probleme met watergehalte, wat beteken dat nóg minder water vir besproeiing beskikbaar is.
Die besproeiingsoppervlakte
Die totale oppervlakte onder besproeiing in Suid-Afrika beloop tans ongeveer 1.5 miljoen ha. As gevolg van die druk op waterbeskikbaarheid, is die kanse om die besproeiingsoppervlakte in Suid-Afrika noemenswaardig te vergroot, maar skraal. Deur besproeiingswater meer doeltreffend aan te wend, kan die gewasverbouingsoppervlakte onder besproeiing egter met sowat 20% uitgebrei word (Meyer et al., 2011). Gevolglik bespaar dit nie net water nie, maar ook energie, aangesien minder water gepomp hoef te word.
Ander voordele sluit hoër opbrengste, doeltreffender benutting van die toegediende bemesting, asook minder afloop- en dreineringsprobleme in. Elke tipe besproeiingstelsel het sy eie kenmerkende besproeiingseenvormigheid wat deur die stelselontwerp, bestuur en onderhoud beïnvloed word. Dit word ook deur die infiltrasievermoë van die grond en grondvoorbereiding geraak (Reinders et al., 2010).
CU% en SE
Christiansen se Uniformiteitskoëffisiënt (CU%) dui aan hoe eweredig water oor ’n besproeiingsblok versprei word (Burger et al., 2003). Tabel 1 toon byvoorbeeld die verband tussen die relatiewe opbrengs van suikerriet en die CU% van die stelsel.
As gevolg van sogenaamde in-veld verliese is nie al die water wat deur ’n besproeiingstelsel gelewer word, noodwendig vir die gewas beskikbaar nie.
Die verskil tussen die water wat gelewer word en die water wat benut kan word, staan as stelseleffektiwiteit (SE) bekend. Om voorsiening te maak vir hierdie in-veld verliese, word voorgestel dat hoër SE-waardes gestel word as wat oorspronklik vir ontwerpdoeleindes gebruik word (Tabel 2).
Koste van ’n besproeiingsfout
’n Gevallestudie is gedoen in ’n besproeiingsblok waar die stelsel ontwerp is vir druppers wat 1.2 ℓ/uur teen 70 kPa lewer. As gevolg van ’n fout is druppers met twee verskillende leweringstempo’s (1.2 ℓ/uur en 2.4 ℓ/uur) in die een blok geïnstalleer. Dit het ’n groot invloed op die eenvormigheid van watertoediening gehad. Een van die eerste gevolge was ’n groter verlies aan druk regdeur die stelsel, aangesien die pype en pomp nie vir die hoër vloeitempo ontwerp is nie.
Ter illustrasie: In ’n blok van 1 ha met 16 667 druppers wat 1.46 ℓ/uur pleks van 1.2 ℓ/uur lewer, moet die pomp 24.4 m3/uur pleks van 20 m3/uur lewer.
Dit beteken dat 22% meer water gepomp moet word as waarvoor die stelsel ontwerp is, wat veroorsaak dat die wrywingsverliese in die pype hoër as die toelaatbare waardes is. Die gevolg is ’n lae toedieningseenvormigheid in die blok tesame met hoër energiekoste, aangesien dit regstreeks verband hou met die hoeveelheid water wat gepomp word – en dit is buiten die hoër koste van die water.
Tydens elke besproeiing is 4.4 m3 water/uur/ha te veel toegedien. Teen ’n staantyd van 22 uur/dag en ’n siklus van ses dae per week, beteken dit ’n verlies van 9 200 m3 water/ha in ’n groeiseisoen van drie maande. Dit kan uiteindelik tot dreineringsprobleme lei en die oortollige water kon elders produktief gebruik word. Dit is duidelik dat die eenvormige toediening van water ’n groot rol in die sukses van ’n boerdery kan speel.
Wat om te doen
Verskeie faktore beïnvloed die eenvormigheid van watertoediening en kan ingedeel word in omgewings-, stelsel- en bestuursfaktore. Omgewingsfaktore sluit byvoorbeeld die invloed van wind op oorhoofse besproeiingstelsels of grondeienskappe op drupbesproeiingstelsels in. Stelselfaktore het weer te doen met die ontwerp van die stelsel.
Die werksdruk en lewering waarvoor die ontwerp voorsiening maak, bepaal byvoorbeeld die pompkapasiteit, terwyl die toelaatbare wrywingsverlies die pypgroottes bepaal.
Omgewingsfaktore moet reeds tydens stelselontwerp in ag geneem word. Nadat ’n stelsel geïnstalleer is, het die produsent min beheer oor die omgewings- en stelselfaktore, behalwe deur die korrekte bestuur en onderhoud daarvan.
’n Produsent kan verseker dat sy besproeiingstelsel water so eenvormig as moontlik toedien, deur gereeld ’n paar basiese metings en inspeksies uit te voer (Koegelenberg et al., 2007).
- Drukmeting moet net ná die pomp, voor en ná die filterbank (in die geval van mikro- en drupbesproeiing) en by elke toevoerkraan gedoen word. Stel die druk by die toevoerkraan sodat die sproeiers of druppers teen die voorgeskrewe druk werk. In die praktyk is die optimale werksdruk (kPa) van sproeiers tussen 60 en 70 keer die deursnit van die tuit (in millimeter), vir tuitgroottes met ‘n deursnit van 3 tot 7 mm.
- Die meting van tuitopeninggrootte by sproeiers is noodsaaklik, aangesien normale slytasie deur onsuiwerhede in die water die tuitopening vergroot, wat die lewering verhoog en die druk laat afneem. Dit benadeel die waterverspreidingspatroon van die betrokke sproeier, asook op die hidroulika van die hele lyn of blok. As ’n norm moet sprinkelaartuite vervang word wanneer 5% slytasie voorkom (5% slytasie verteenwoordig ’n 10% verhoging in vloeitempo).
- Die totale watervloei deur die stelsel moet met ’n vloeimeter gemeet word. Vergelyk dit dan met die volume water wat die stelsel op die betrokke oppervlakte moet toedien om die verlangde toediening te verkry.
- Meet die lewering van druppers en mikrospuite.
- Doen ‘n visuele inspeksie vir lekkasies.
- Doen ‘n visuele inspeksie vir verstoppings.
- Doen waarnemings rakende oormatige windverliese.
- Doen waarneming oor nie-eenvormige gewasgroei, soos golwing en swak groei in sekere rye of gedeeltes van rye.
Die waardes wat deur middel van meting verkry word, moet met die stelselspesifikasies en norme vergelyk word sodat die nodige regstellings gemaak kan word. Buiten hierdie basiese metings word aanbeveel dat ’n besproeiingstelsel elke drie jaar deur kundiges geëvalueer word om te bepaal of die werkverrigting steeds aan die ontwerpspesifikasies voldoen.
Die inligting uit hierdie evaluasie behoort die produsent te help om insetkoste te verlaag, opbrengste te verhoog en sy hulpbronne te bewaar. – Fanie Vorster, LNR-Natuurlike Hulpbronne en Landbou-ingenieurswese