Pengairan tanaman sayuran mempunyai sejarah yang panjang, didorong oleh realiti bahawa air adalah sumber terhingga. Penekanan untuk mendapatkan jumlah air yang sesuai untuk pertumbuhan tumbuhan yang berjaya terus meningkat.
Menurut Fairfax, yang berpangkalan di Virginia Persatuan Pengairan, pengairan bermula pada 6000 SM. Ia bermula pada masa yang sama di Mesir dan Mesopotamia (kini Iraq dan Iran), menggunakan air sungai Nil atau Tigris/Efrat yang membanjiri. Air banjir, yang berlaku pada Julai hingga Disember, dialihkan ke ladang selama 40 hingga 60 hari. Air kemudiannya dialirkan semula ke dalam sungai pada saat yang tepat dalam kitaran pertumbuhan.
Pada tahun 1800 Masihi, tanah pengairan di seluruh dunia mencapai hampir 20 juta ekar. Ini berbanding dengan anggaran 600 juta ekar hari ini.
Potensi pengairan pemercik mudah alih dalam pengeluaran tanaman telah diiktiraf selepas Perang Dunia II. Pemangkinnya ialah ketersediaan aluminium yang semakin meningkat. Logam ringan mula menggantikan tiub keluli berat dan kelengkapan yang diperbuat daripada besi tuang atau keluli.
Kepentingan aluminium terbukti dalam statistik untuk tempoh tersebut. Angka kerajaan AS mendedahkan bahawa 1.25 juta paun tiub telah dipasang di Amerika Syarikat pada tahun 1946. Menjelang 1955, angka itu telah meningkat kepada 50 juta paun.
Terdapat empat jenis pengairan utama: permukaan (banjir dan alur); pemercik; titisan; dan bawah permukaan. Kaedah permukaan secara amnya kehilangan paling banyak air kepada penyejatan, dan telah merosot dalam populariti selama beberapa dekad kerana sistem titisan yang cekap mengambil alih mereka.
Dunia sayur-sayuran telah melihat peralihan kepada pengairan titisan dalam beberapa dekad yang lalu.
Pengairan titisan (juga dikenali sebagai pengairan titisan, atau pengairan mikro) membolehkan penggunaan air dan baja yang dikawal dengan tepat dengan membenarkan air menitis secara perlahan berhampiran akar tumbuhan melalui rangkaian injap, paip, tiub dan pemancar. Pembiakan plastik ialah penggunaan gabungan pengairan titisan, sungkupan polietilena dan katil bertingkat. Produktiviti dan tahap awal yang terbaik boleh dicapai dalam pengeluaran sayur-sayuran dengan menggabungkan kultur plastik dengan penggunaan pemindahan, menurut pakar industri.
"Kebanyakan penanam sayur yang saya berurusan mempunyai beberapa bentuk pengairan," kata Ron Goldy, pendidik Lanjutan kanan Di Michigan State University.
Goldy memulakan dan mengendalikan Rangkaian Pengairan Michigan Barat Daya, program pemantauan kelembapan tanah bayar untuk perkhidmatan yang menyediakan penanam dengan bacaan mingguan dan nasihat mengenai aplikasi pengairan.
"Bergantung pada tanaman, kebanyakannya telah menetes," kata Goldy. "Sesetengah tanaman tidak menitis, seperti jagung, lobak merah, saderi, bawang, kacang, kentang, jeruk, kacang dan lain-lain yang ditanam pada ketumpatan tinggi."
Kelebihan lain yang ditawarkan oleh sistem titisan, menurut Goldy, termasuk:
- Pengairan titisan juga menggunakan garisan titisan untuk menyuburkan
- Pita pemampas tekanan telah membenarkan penggunaan titisan di tapak berbukit
- Titisan adalah lebih baik dalam hal keselamatan makanan
- Titisan menyediakan penggunaan air dan nutrien yang lebih cekap
- Titisan boleh mengurangkan tekanan dan kelantangan yang lebih rendah, dan oleh itu lebih baik untuk mereka yang mempunyai keluaran telaga rendah
- Titisan meminimumkan tekanan penyakit dengan tidak membasahi daun dan buah
- Penanam boleh mengairi dengan titisan dan masih menjalankan aktiviti ladang yang lain
- Titisan lebih mudah untuk diautomatikkan
"Pengairan adalah salah satu cara terbaik untuk mengurangkan risiko dalam tanaman bernilai tinggi, walaupun dalam keadaan air tinggi seperti Michigan," kata Goldy. "Saya akan menggalakkan setiap penanam sayur-sayuran bernilai tinggi untuk mengairi dalam beberapa cara, sebaik-baiknya dengan titisan."
Tinjauan kaedah pengairan di California oleh Persatuan Jurutera Awam Amerika mengumpul maklumat mengenai kaedah yang digunakan oleh penanam untuk mengairi tanaman mereka pada tahun 2010. Hasilnya dibandingkan dengan tinjauan awal untuk menilai trend.
Menurut penemuan, dari 1972 hingga 2010 kawasan yang ditanam meningkat daripada 15 hingga 30 peratus untuk kebun dan daripada 6 hingga 15 peratus untuk ladang anggur. Kawasan yang ditanam dengan sayur-sayuran kekal secara relatif statik, manakala yang ditanam untuk tanaman ladang telah menurun daripada 67 kepada 41 peratus daripada kawasan pengairan. Tanah yang diairi dengan pengairan isipadu rendah (titisan dan pemercik mikro) telah meningkat kira-kira 38 peratus, manakala jumlah tanah yang diairi dengan kaedah permukaan berkurangan kira-kira 37 peratus.
Menurut USDA, walaupun harapan untuk hujan lebat dari El Niño, petani California menghadapi satu lagi tahun kemarau pada 2016. Walaupun selepas empat tahun kemarau terburuk dalam rekod, pengeluaran ladang California adalah rekod $54 bilion pada 2015, menyumbang lebih daripada separuh daripada negara itu. hasil segar. Air bawah tanah telah membantu mengimbangi kekurangan hujan California, tetapi overdraf air bawah tanah tidak dapat diteruskan selama-lamanya.
Petani California telah bertindak balas terhadap kemarau dengan tanah terbiar; beralih kepada tanaman yang menghasilkan nilai yang lebih tinggi bagi setiap unit air; dan menukar teknologi pengairan. Hampir semua tanah pertanian California diairi, jadi penambahbaikan berterusan dalam kecekapan pengairan adalah kunci untuk mengharungi kemarau.
Pengeluaran, kecekapan
David Zoldoske, pengarah Pusat Teknologi Pengairan (CIT) di California State University, Fresno, telah bekerjasama dengan penanam dalam isu pengairan selama 35 tahun.
CIT telah ditubuhkan pada tahun 1980, berikutan salah satu kemarau terburuk dalam sejarah California (sebelum kemarau semasa) pada tahun 1976-77.
Zoldoske berkata badan perundangan negeri bertekad untuk melakukan lebih banyak lagi untuk memperhalusi amalan pengairan di California, sama seperti penggunaan pengairan titisan semakin meningkat. Pusat ini telah mengembangkan kerja makmal ujiannya bersama-sama dengan pembangunan produk pengairan.
"Kami telah mendahului dalam ujian peralatan pengairan sejak 35 tahun lalu," katanya.
"Kami bekerja dengan pemancar titisan, pita titisan untuk penanaman sayur-sayuran, dan kami juga melakukan banyak penyelidikan lapangan dan latihan untuk mengambil apa yang kami pelajari dan berkongsi dengan penanam," katanya. "Kami telah berkembang ke tahap kami kini sebenarnya mempromosikan inovasi dengan syarikat dan produk pengairan."
Zoldoske mengimbas kembali hari-hari sebelum teknologi titisan apabila "semua benda diairi dengan perenjis. Sayur-sayuran ditanam untuk masa yang lama dengan perenjis. Pertanian ketepatan mengubah semua itu.”
Beliau berkata cabaran awal menggunakan titisan termasuk memikirkan kedalaman keberkesanannya dan berapa lama untuk membiarkan sistem berjalan. Bekerja dengan saiz lubang dalam pemancar dan memastikan racun serangga daripada merosakkan pita titisan juga ditemui.
"Teknologi ini membolehkan kami meningkatkan pengeluaran dan kecekapan kami dengan ketara dengan penggunaan pita titisan dalam pengeluaran sayur-sayuran," kata Zoldoske.
Dia menyedari keengganan di pihak penanam yang selesa dengan pengairan pemercik, sebelum mereka memahami cara mengendalikan plastik untuk keperluan penanaman dan penuaian.
"Dengan titisan, kami benar-benar boleh menguruskan air gunaan dan baja secara umum," katanya. "Terdapat pemahaman yang baik tentang pengurusan kedalaman, penggunaan plastik dan pemancar yang lebih baik untuk mendapatkan kadar aliran dan jarak yang betul untuk mencapai penapisan yang lebih baik."
Beliau berkata penggunaan dron untuk penderiaan jauh memberikan pandangan yang lebih baik tentang keberkesanan pengairan di lapangan.
“Kami boleh mengenal pasti bintik-bintik kebocoran, tumbuh-tumbuhan yang mengalami tekanan dan mengenal pasti lebih awal di mana kami mungkin menghadapi masalah dengan pengairan, kesuburan, tanah dan pepijat. Ia boleh membantu membetulkan masalah semasa musim tumbuh dan memberi anda maklumat itu lebih awal."
Seawal beberapa tahun yang lalu, Zoldoske terlibat dalam kerja yang menggunakan sensor untuk memantau indeks vegetatif bidang besar tembikai.
"Seminggu atau 10 hari keluar, anda boleh melihat kawasan yang berbeza di lapangan dengan beberapa kebenaran tanah dan keluar dan menganggarkan hasil dan saiz produk. Ini membantu orang pemasaran membuat pra-menjual ladang sebelum dituai. Sebahagian daripada maklumat ini yang boleh diberikan yang kami ketahui 15 hingga 20 tahun lalu.”
Penggunaan teknologi baharu "telah menjadi proses evolusi," katanya. “Hanya kerana seseorang melakukannya tidak bermakna ia disesuaikan secara meluas. Kami mula melihat penanam menyuntik udara ke dalam garisan titisan, dan ia membantu dengan pengudaraan air di zon akar yang membawa kepada peningkatan hasil. Kami telah melihat peningkatan sebanyak 15 peratus dalam tembikai yang boleh dipasarkan dalam tempoh lima tahun yang lalu.”
Zoldoske berkata penanam menggunakan lebih banyak amalan pengurusan tanpa hingga atau minimum, “jadi tanah tidak diusahakan dengan banyak. Itu akan memberi manfaat dalam kedua-dua kos dan penekanan terhadap kesihatan tanah. Orang ramai memberi lebih perhatian untuk memastikan tanah itu sihat sebaik mungkin. Ada yang menanam sayur-sayuran dengan lebih kemasinan di dalamnya, menyebabkan sebahagian daripada tanah itu beralih daripada tanaman sensitif tanah."
Beliau berkata kekurangan buruh terus menjadi masalah, terutamanya dengan lebih ramai buruh mahir yang diperlukan untuk memahami dan mengendalikan alat teknologi terkini.
"Anda memerlukan tenaga kerja yang lebih sedikit tetapi lebih mahir dengan pengairan titisan berbanding dengan perenjis," katanya. “Awak pernah menggerakkan penyiram dengan tangan. Kini terdapat lebih banyak maklumat. Keseluruhan komunikasi tanpa wayar telah menjadi kelebihan yang besar. Ia memberi anda maklumat tentang tekanan dan aliran pengairan, status kelembapan tanah, bersama dengan bacaan angin dan air.
“Pekebun hari ini mempunyai lebih banyak data di hujung jari mereka untuk membuat keputusan. Melangkah ke hadapan, kami akan melihat lebih banyak data dikumpulkan dari medan secara tetap, didorong melalui iPhone atau sesuatu.
Pendekatan praktikal Drip
John Nye, presiden dan pengasas bersama St. Joseph, yang berpangkalan di Michigan Trickl-eez, telah terlibat dalam perniagaan pengairan selama lebih 40 tahun. Dia telah bekerja dengan penanam Jim Demski, salah seorang penanam pertama di barat daya Michigan yang menggunakan titisan.
"Mereka menanam tomato untuk masa yang lama dengan pengairan pemercik di atasnya," kata Nye. "Apa yang akan berlaku ialah mereka akan mempunyai sejumlah parut pada mereka. Dia telah lama menanam tomato – 15 tahun atau lebih. Dia hanya menukar dolar, tidak membuat apa-apa wang. Dia teruja dengan prospek katil yang dinaikkan, filem, plastik titisan, air suapan dan nutrien ke dalam sistem itu. Ia adalah satu langkah besar untuk melakukan semua itu pada satu masa. Itu sebenarnya cara terbaik untuk melakukannya.
“Saya bekerja di beberapa bidang. Pengeluarannya di atas tanah rata, dia mendapat kira-kira 700 kotak tomato No. 1 untuk ekar. Apabila dia menukar kepada katil bertingkat, menggunakan filem, hasil menjadi 1,500 gantang kepada ekar. Dia lebih daripada dua kali ganda hasil dan kualiti meningkat dengan banyak. Dia tidak dapat mengikuti arahan. Penanam lain di kawasan itu melihatnya dan mahu menggunakannya.
"(Drip) adalah praktikal untuk lada, terung dan pelbagai tanaman sayuran lain," katanya. “Kini semua orang dalam industri sayur-sayuran kecuali di tanah kotor menggunakan teknologi itu. Dengan hasil tomato lebih 2,000 kotak se ekar, ia adalah satu cerita yang cukup menarik.”
Penggunaan titisan telah dibantu oleh tiub berkualiti lebih baik dan mengetahui lebih lanjut tentang pemakanan nutrien, kata Nye.
“Ia telah menjadi sedikit evolusi – satu evolusi yang mengujakan. Semua orang dalam industri telah melakukannya dan tidak pernah kembali, sebaik sahaja mereka melihat betapa baiknya ia boleh."
Nye berkata terdapat beberapa rintangan penanam terhadap pemasangan titisan pada awalnya.
“Ia kelihatan seperti banyak perbelanjaan – banyak yang perlu diubah. Bagi mereka yang mencubanya, ganjarannya ada dan seluruh industri telah sejajar. Ia adalah pelaburan kos yang agak besar untuk melakukan ini. Pengeluaran dan kualiti adalah jauh lebih tinggi, dengan kos per unit yang lebih rendah pada akhirnya.”
Beliau berkata penambahbaikan dalam tiub telah menjadikannya "sangat boleh dipercayai dan tidak mungkin dipasang. Ia berfungsi seperti yang kita mahukan. Ia adalah satu perkara yang pasti jika penanam meletakkan penapisan yang betul dan mengikut apa yang kita tahu bagaimana untuk melakukannya. Ia telah diubah suai dan ditambah baik. Kini sistem ini sangat boleh dipercayai dan digunakan secara meluas, penanam baru boleh bermula terus dan boleh memahami dan membangunkan (suatu sistem) dengan mudah dan menggunakannya untuk diri mereka sendiri. Ia merupakan satu evolusi sebenar.”
Dengan sistem yang lebih baharu, penanam menghidupkan dan mematikan pam dengan telefon bimbit, dan dapat memantau apa yang dilakukan oleh aliran dan suntikan baja.
"Teknologi hari ini boleh memantau jika ribut hujan datang dan telefon boleh digunakan untuk mematikan sistem - dan anda boleh melakukannya dari jauh," kata Nye.
Nye berkata perkembangan penting seterusnya ialah amalan kitar semula yang meluas untuk "menggunakan semula bahan yang kami keluarkan dan mengitar semulanya."
Sejarah keuntungan
Phil DeMarco dari Hammonton, New Jersey, bekas ahli lembaga Persatuan Pengairan yang telah terlibat dalam kerja pengairan selama tujuh dekad, dilahirkan dan dibesarkan di sebuah ladang di selatan New Jersey. Dia memerhatikan penggunaan awal pendekatan pengairan aluminium mudah alih yang digerakkan dengan tangan di ladang sayur bapanya yang bertapak pada tahun 1940-an.
"Ia biasanya rig buatan sendiri," kata DeMarco. “Pam binaan kilang bermula di kawasan ini sekitar Perang Dunia II. Sistem jenis wink air mula digunakan pada kira-kira lewat 1970-an. Apabila saya mengedarkan peralatan pengairan pada tahun 1975, terdapat beberapa unit mudah alih, tetapi kami kebanyakannya membina pam diesel mewah kami sendiri dan menjualnya dengan PVC bawah tanah. Sebuah kawasan sayur-sayuran di Vineland, New Jersey, masih menggunakan beberapa aluminium yang digerakkan dengan tangan. Ia adalah satu-satunya kawasan yang anda masih melihat beberapa ladang kecil dengan 8 hingga 10 ekar menggunakannya.
"Drip telah mengambil alih kawasan sayur-sayuran," katanya. “Ia menjimatkan tenaga kerja, menjimatkan, tiada pembaziran air, dan anda hanya menggunakan air di kawasan yang ditetapkan. Anda juga meletakkannya di bawah, bersama dengan tumbuhan di bawah plastik. Mereka menanam tomato, sayur-sayuran dan segala-galanya. Jagung manis walaupun menggunakan sedikit titisan – tetapi ia adalah tanaman yang berkembang pesat.”
“Terdapat penjimatan yang dilihat menggunakan pengairan titisan, dan anda tidak cenderung kepada mesin dan paip. Ia tidak melakukan apa-apa kecuali memulakan pam atau membuka injap. Ia telah membuat perbezaan yang besar. Sebaik sahaja (penanam) melihat sesuatu muncul di jalan, sesuatu yang baharu, mereka melompat ke atasnya.”
Beliau berkata selatan New Jersey tidak mempunyai masalah ketersediaan air yang dilihat di kawasan lain di negara ini.
- Gary Pullano, editor bersekutu