Esőztető öntözéstechnika

Kategória: Agrárgazdaság | Szerző: Dr. Patay István egyetemi tanár, Szent István Egyetem, GTK, 2017/06/25

A növényi produkcióhoz szükséges csapadék térbeli és időbeli eloszlása egyenetlen, gyakran szélsőséges vízháztartási viszonyok alakulnak ki, amelyek kihatnak a termés mennyiségére és minőségére is. A Kárpát-medence hagyományosan is a feltételesen öntözendő zónába tartozik, a klíma kimutatható, egyre gyakoribb anomáliái csak erősítik a vízgazdálkodás, ezen belül az öntözés kiemelkedő szerepét, fontosságát. Egy aszályos időszak igen jelentős károk forrása lehet, különösen akkor, amikor a talaj vízhiányához a levegő páratartalmának hiánya (légköri aszály) is társul.

Öntözni kellene

A klíma változása hosszútávon érzékelhető, a tendenciák kimutathatóak. A szántóföldi vízgazdálkodás szempontjából alapvető adatok (1. ábra) azt mutatják, hogy az évi csapadékmennyiség csökkenő, az átlagos hőmérséklet pedig növekvő tendenciájú.

1. ábra. A csapadék- (a) és hőmérséklet-viszonyok (b) változása az utóbbi 110 évben (Forrás: OMSZ)

Mindez azt jelzi, hogy a talajainknak egyre kedvezőtlenebb vízgazdálkodási feltételek mellett kell hozni az elvárt termelési eredményeket. A termőtalajok vízgazdálkodási tulajdonságaikat illetően egyébként is változatos képet mutatnak: felmérések szerint az ország talajainak 43%-a kedvezőtlen, 26%-a közepes és csak 31%-a jó vízgazdálkodású. A kedvezőtlen vízgazdálkodás okai: a szélsőségesen nagy homoktartalom (a terület 10,5%-án), az agyagtartalom (11%), a szikesedés (10%), a láposodás (3%) vagy a sekély termőréteg (8,5%).
Az öntözésre tervezett terület nagysága Magyarországon igen szerény: a vízjogilag engedélyezett terület 200 ezer ha körül van. A ténylegesen öntözött terület ennek hozzávetőlegesen a fele, és az utóbbi 20 évben sajnálatosan csökkenő tendenciát mutat (2. ábra).

2. ábra. A vízjogilag engedélyezett és a ténylegesen öntözött terület nagysága
(Forrás: Somlyódy, 2015)

Pedig az OVH adatai szerint hosszú távon az aszálymentes évek száma 4 alatt van, 4–5 évente várható enyhén aszályos esztendő, 5–6 évente mérsékelten aszályos, 6–7 évente közepesen, 7–10 évente pedig erősen aszályos év adódhat. Ez utóbbi esetben a terméskiesés országos szinten a 100 milliárd Ft-ot is meghaladhatja.
A termelés biztonságának, a termés mennyiségének és minőségének növelése lényegesen nagyobb terület öntözését tenné indokolttá. Mégis minden támogatás, terv ellenére a szántóföldi öntözés területén alig tapasztalható változás, érdemi fejlődés. Ugyanakkor minden lehetőség adott az öntözéses gazdálkodás műszaki fejlesztéséhez, az öntözéstechnika igen változatos formában rendelkezésre áll.

Gépesített esőztető öntözés

Az öntözési módszerek közismerten változatosak, a különböző öntözési igények létrehozták az adott esetben legalkalmasabb eljárásokat, technikai megoldásokat. Szántóföldön általánosan a gépesített öntözéstechnika az elterjedt, az öntözőgépek kizárólagosan esőztető öntözést valósítanak meg. A gépesített öntözés mindenekelőtt azt jelenti, hogy az öntözőberendezések mobilak, a vízkiadagolás mozgás közben történik. További sajátosság az öntözött terület teljes, rendszerint egyenletes vízborítása, de a legtöbb berendezés változtatható vízadagú öntözésre is alkalmas.
A gépesített esőztető öntözés az alábbi eszközökkel valósítható meg:
- csévélhető szárnyvezetékkel;
- frontálisan haladó (lineár) berendezéssel;
- körben járó berendezéssel (center pivot).

Ezek az alapeszközök, az egyes öntözőgépek természetesen különböző méretben és szerkezeti kialakításban, változatban készülnek. A csévélhető öntözőgépek például elérhetőek végszórófejes, több szórófejes és konzolos kivitelben.

Csévélődobos öntözőgépek

A flexibilis tömlővel ellátott, csévélhető öntözőgépek egyszerűen felhasználható, általános öntözési célú berendezések szántóföldi és kertészeti felhasználásra. Könnyen mozgathatók, gyorsan áttelepíthetők, a legegyszerűbb mobil öntözőgépek (3. ábra). Az egy öntözésre kiadható vízadag könnyen szabályozható és tág határok között változtatható.

3. ábra. Csévélődobos öntözőgép végszórófejjel üzemeltetve (Forrás: Mochnács, 2015)

A mobilitásban, egyszerű kezelésben rejlő előnyök mellett a csévélhető gépeknek van néhány olyan tulajdonsága, amelyek figyelembevétele alkalmazás esetén ajánlatos:
- jelentős párolgási veszteség;
- szélérzékenység, különösen a vízágyús öntözésnél;
- erózióveszély, talajszerkezet-rombolás a durva cseppek miatt;
- érzékenység a talajegyenetlenségekre (szórófej kocsi);
- nagy nyomás-, illetve energiaigény (5–10 bar).

A végszórófejes kialakítású csévélődobos berendezésekkel kapcsolatban megfogalmazható néhány olyan, az öntözőgép szerkezeti és funkcionális kialakításával kapcsolatos követelmény, amely a felhasználás szempontjából elvárható:
- vízturbinás dobmeghajtás,
- hidraulikus behúzási-sebesség szabályozás,
- TLT hajtású felcsévélési lehetőség,
- kézi behúzás lehetősége,
- gépi tömlőürítés lehetősége,
- automatikus behúzás leállítás,
- automatikus öntözőkocsi beemelés,
- korrózió védelemmel ellátott szerkezet.

A vízágyús, végszórófejes öntözés a durva esőminőség miatt gyakran nem megfelelő. A kíméletes, növény- és talajkímélő öntözéshez alkalmazhatók az öntöző konzolok, vagy a konzolos öntözőgépek. Ezeknél a szórófej kocsi helyére egy kerekeken gördülő széles konzol kerül, rajta megfelelő osztásban elhelyezett, kis teljesítményű szórófejekkel. A vízadagolás ezért lényegesen kisebb, 1–3 bar nyomáson történhet, a végszórófejekhez képest lényegesen egyenletesebben.

Az öntözőkonzolok esetében a mobilitás miatt előnyös a szárnyak összecsukhatósága, a közúti szállíthatóság. Használatánál figyelembe kell venni a terep egyenetlenségét, a konzol stabilitását.

4. ábra. Öntözőkonzol csévélődobos öntözéshez (Forrás: BAUER)

Körforgó öntözőgépek

A körforgó vagy gyakran körben járónak is nevezett öntözőberendezések szerkezeti elemei, hajtó- és vízellátó rendszerük gyakorlatilag azonos a lineár berendezésekével. Alapvető különbség a berendezések mozgásmódjában mutatkozik, mert ezek a gépek egyik rögzített végük körül forgómozgást végezve, körben járva öntözik be a területet. Ennek megfelelően más a sebességszabályozó és a vízszétosztást szabályozó szerkezetek megoldása és beállítása. Általában olyan helyeken telepítik, ahol szabályos (négyszög) alakú tábla nem alakítható ki, vagy a vízellátás csőkútról megoldható. Az öntözött területen általában azonos vízigényű növényeket célszerű termelni.

Az esőztető öntözés mobil változatai közül a körben járó és a lineár berendezések a legalkalmasabbak arra, hogy a precíziós öntözés elve és gyakorlata megvalósítható legyen. A 2000-es évek eleje óta igen komoly fejlesztések történtek a jelentősebb gyártóknál, így elérhetővé vált az a speciális technika, amely feltétele a termőhely-specifikus öntözésnek. Az önjáró öntözőberendezésekkel végezhető VRI (Variable Rate Irrigation) öntözés változtatható vízadaggal biztosítja a termőhely egyes részeinek igény szerinti vízpótlását.

A legfejlettebb öntözésvezérlő rendszer a körforgó berendezésekre lett kifejlesztve. A hardvert és a szoftvert is magában foglaló vezérlő segítségével a termelő mindegyik szektorban (VRI sebességvezérlés) vagy felügyeleti zónában (VRI zónavezérlés) beállíthatja a kívánt vízmennyiséget.

A sebességvezérlés esetében a feltöltött öntözőprogramnak megfelelően a járószerkezet hajtásvezérlése felgyorsítja/lelassítja a körforgót, hogy az adott szektorban megfelelő legyen a kiadagolt vízmennyiség. Az öntözőgép így az előzetesen felosztott, körcikk alakú területeket öntözi egy-egy meghatározott vízadaggal.

5. ábra. A körforgó/körben járó esőztető öntözőberendezés középponti tagja
(Forrás: KITE)

A zónavezérlés ideális olyan területek esetén, ahol többféle talajtípus és változatos topográfia van jelen a körforgó hossza (sugara) mentén. Ebben az esetben a VRI úgy programozható, hogy megfeleljen az adott felszíni viszonyoknak. A feltöltött VRI-programnak megfelelően bármely körforgózónában ki/bekapcsolja a vezérlőszelepeket, hogy az adott felügyeleti zónában megfelelő legyen a vízadag. Segítségével egy földterület adott részein ki/bekapcsolható az öntözés, ha helyenként nincs szükség vízadagolásra a területen elhelyezkedő árkok, csatornák, nedves területek vagy más okok miatt.

A rendszer lelke a szoftver, amely segítségével létrehozható a változtatható dózisú öntözési terv a topográfiai információk, a talajadatok, a hozamadatok és más, a felhasználó által megadható földterületi információk alapján.

A VRI sebességvezérlés és a VRI zóna­vezérlés közötti koncepcionális különbséget a 6. ábra szemlélteti.

a)

b)
  
6. ábra. A VRI sebességvezérlés a) és VRI zónavezérlés b) elve (Forrás: Valley®)

A körben járó öntözőgépek kör alakú öntözött területalakja gyakran előnytelen a területkihasználás szempontjából. A szögletes (négyzet, téglalap) vagy szabálytalan alakú területek jobb lefedettségű öntözéséhez vezérelt sarokbeöntöző tagok kapcsolhatók a berendezésekhez.

Lineáris öntözőgépek

A táblaalak szempontjából kevesebb gondot a területen frontálisan mozgó lineáris öntözőgépek okozhatnak. A körben járó öntözőknél előnyös fix pontos betáplálás a lineároknál nem alkalmazható, itt mozgó pontos vízellátás szükséges. A két leggyakoribb vízellátási megoldást a 7. ábra szemlélteti.

  
7. ábra. Lineár esőztető öntözőgépek vízellátása csatornából és tömlővel (Forrás: Auditker)

Az egyik esetben a berendezés központi egysége az öntözött terület egyik végében vagy a közepén kialakított felszíni csatornából nyeri a vizet. A kocsi közvetlenül a csatorna mellett haladva szívja fel a vizet, a szivattyú hajtása rendszerint dízelmotorral történik. Ugyanaz a motor hajt meg egy generátort, amely a járószerkezetek (kocsi + tornyok) hajtásához biztosítja az energiát.

A tömlős vízellátás forrása rendszerint hidráns, felszín alatti vízvezeték csatlakozási lehetőséggel. Ezért az öntözőkocsin csak az elektromos egység (motor + generátor) kap helyet.

Lineár öntözőgépeknél eldöntendő kérdés a vezérlés (a mozgásvezérlés) megoldása. Erre általában több lehetőség kínálkozik. A legegyszerűbb megoldás a barázdavezérlés, ahol egy sekély, talajba húzott barázda vezeti pontos irányba a gépet. Ez általában a kisebb gépek (pl. maximum néhány hektár területet öntöző kertészeti öntözőgépek) esetében kivitelezhető megoldás. Korábban gyakori volt a drótköteles megvezetés, majd később a talajba fektetett indukciós kábellel történő irányítás. Ma a kellő pontosságú, GPS-alapú vezérlés általánosan elérhető.

Az önjáró esőztető önöző berendezések – a lefedett terület nagyságától függően – jelentős beruházási költséget igényelnek. A fajlagos beruházási költségek mérsékelhetők az egy berendezéssel öntözött terület növelésével. A lineár gépek esetében ez például az átfordulós technika kivitelezésével viszonylag egyszerűen megoldható.

Összefoglalásként megállapítható, hogy a szántóföldi nagyüzemi esőztető öntözéstechnika számos változatban rendelkezésre áll. Az üzemmérettől és a kívánt alkalmazási rugalmasságtól függően lehet dönteni a mobil és a stabil öntözéstechnikák között. Az azonban a vázlatosan bemutatott megoldásokból is kiderülhetett, hogy az öntözéses gazdálkodás beruházás- és költségigényes, viszont kivételes termelési eredmények forrása lehet.

Ajánlott kiadványokDr. Hajdú József:
A 21. század traktoraiDr. Kukovics Sándor szerk.:
A bárány- és juhhús fenntarthatóságaDr. Bai Attila (szerk.):
A biogázBai Attila - Lakner Zoltán - Marosvölgyi Béla - Nábrádi András:
A biomassza felhasználása

Ez is érdekelhetiFejlesztés előtt: Brojleristállók építéseBorászat: A korrupció marketingeszköz - a francia és magyar paradoxonFontos változások a földforgalmi szabályokban