DIMENZIONIRANJE CEVOVODA IN IZRAČUN VODNE ČRPALKE ZA PODZEMNI NAMAKALNI SISTEM

DIMENZIONIRANJE CEVOVODA IN IZRAČUN VODNE ČRPALKE ZA PODZEMNI NAMAKALNI SISTEM diplomsko delo Študent: Študijski program: Mentor: Somentorica: Lektorica: Klemen Božič Visokošolski strokovni študijski program 1. stopnje Energetika red. prof. dr. Jurij Avsec Urška Novosel mag. inž. energ. Tina Verhovc Krško, september, 2018 I

II

ZAHVALA Najprej bi se rad zahvalil mentorju za odobritev teme in komisiji, ki je sprejela sklep. Zahvaljujem se tudi podjetju Pipelife, še posebej Bojanu Dimicu za odlično predstavitev in za vso pomoč pri izbiri črpalke. Posebna zahvala pa gre moji punci Saši za pomoč in potrpljenje med obdobjem pisanja diplomske naloge. III

DIMENZIONIRANJE CEVOVODA IN IZRAČUN VODNE ČRPALKE ZA PODZEMNI NAMAKALNI SISTEM Ključne besede: podzemni namakalni sistem hidromehanika, dimenzioniranje cevovoda, izbira vodne črpalke, UDK: 621.64:631.674.4(043.2) Povzetek Zaradi sušnih poletnih obdobij, se je prijatelj odločil za namakalni sistem v sadovnjaku. Dimenzioniral sem cevovod za podzemni namakalni sistem, s pomočjo podjetja Pipelife izbral vodno črpalko in izračunal stroške za material. Cevovod je že zakopan ob drevesih, sedaj pa čakamo na naročeno črpalko. IV

DIMENSION OF THE PIPELINE AND CALCULATION OF THE WATER PUMP FOR THE UNDERGROUND IRRIGATION SYSTEM Key words: hydromechanics, dimension of the pipeline, selection of water pump, underground irrigation system UDK: 621.64:631.674.4(043.2) Abstract My friend decided to set up an underground irrigation system in his orchard because of dry summers. With the help of the Pipelife company I dimensioned the pipeline for the underground irrigation system, also I chose the water pipe and calculated the costs for material. The pipeline had already been put underground and we are now waiting for the water pump to be delivered. V

KAZALO VSEBINE 1 UVOD... 1 2 NAMAKANJE V SADJARSTVU... 3 3 VODA V RASTLINI... 5 4 STRES PRI SADNIH RASTLINAH... 6 4.1 VODNI STRES... 6 4.2 TEMPERATURNI STRES... 7 4.3 OKSIDATIVNI STRES... 7 5 RABA VODE PRI DREVESIH... 8 5.1 POMEN VODE ZA OPTIMALEN RAZVOJ KORENINSKEGA SISTEMA... 8 5.2 POMEN VODE ZA VEGETATIVNO AKTIVNOST SADNIH RASTLIN... 9 5.3 POMEN VODE ZA RAZVOJ PLODOV... 9 6 NAMAKALNI SISTEMI IN OPREMA... 10 6.1 STABILNA OPREMA... 11 6.2 PRESTAVLJIVA OPREMA... 12 6.3 MOBILNA OPREMA... 12 7 NAČINI NAMAKANJA... 13 7.1 NAMAKANJE Z OROŠEVANJEM... 13 7.2 BOBNASTI NAMAKALNIK... 14 7.3 RAZPRŠILCI... 15 7.4 MIKRORAZPRŠILCI... 16 7.4.1 Namakanje sadovnjakov z razpršilci in proti slanska zaščita... 17 7.5 KAPLJIČNO NAMAKANJE... 18 8 SHEMA NAMAKALNEGA SISTEMA... 20 9 DIMENZIONIRANJE CEVOVODA, ČRPALKE IN IZRAČUN STROŠKOV... 22 9.1 DIMENZIONIRANJE CEVOVODA... 22 9.2 IZBIRA ČRPALKE ZA NAMAKALNI SISTEM... 24 9.3 IZRAČUN STROŠKOV... 26 10 VZDRŽEVANJE KAPLJIČNEGA NAMAKALNEGA SISTEMA... 27 11 SKLEP... 28 VIRI IN LITERATURA... 29 PRILOGE... 31 PRILOGA A: IZJAVA O AVTORSTVU IN ISTOVETNOSTI TISKANE IN ELEKTRONSKE OBLIKE ZAKLJUČNEGA DELA.... 31 VI

KAZALO SLIK SLIKA 4.1: DEŽEMER [5]... 7 SLIKA 7.2: BOBNASTI NAMAKALNIK [7]... 15 SLIKA 7.3: NAMAKANJE POLJA Z RAZPRŠILCI [8]... 16 SLIKA 7.4: MIKRORAZPRŠILCI [9]... 17 SLIKA 7.5: NAMAKANJE SADOVNJAKA Z RAZPRŠILCI [10]... 17 SLIKA 7.6: KAPLJIČNO NAMAKANJE. [11]... 19 SLIKA 8.1.: SADOVNJAK... 21 SLIKA 8.2: SHEMA NAMAKALNEGA SISTEMA... 21 SLIKA 9.1: ŠOBA KAPLJIČNE CEVI DRIPNET PC [12]... 22 SLIKA 9.2: STANDARDNA DISTRIBUCIJSKA PE CEV [13]... 23 SLIKA 9.3: OBJEMKA PVC 3/4" [14]... 23 SLIKA 9.4: VENTIL M1/2 /16T [15]... 23 SLIKA 9.5: KONČNI SPOJNIK S PRSTANOM [16]... 23 SLIKA 9.6: VODNA ČRPALKA PEDROLLO PLURIJET 4/100X [17]... 24 SLIKA 9.7: KARAKTERISTIKE ČRPALKE PLURJET [18]... 25 SLIKA 9.8: TLAČNO STIKALO [19]... 25 VII

KAZALO TABEL TABELA 9.1: IZRAČUN STROŠKOV... 26 VIII

1 UVOD Kadar v tleh primanjkuje vode, z namakanjem pripomoremo k optimalni rasti in razvoju rastlin. S pomočjo namakalnih sistemov se borimo tudi proti pozebi in škodljivcem, lahko pa tudi dovajamo hranila. Zelo je pomembno, da z našim namakalnim sistemom ne vplivamo preveč na okolje in, da ga maksimalno izkoristimo. Pri nas pade vsako leto obilo dežja, vendar pa so obdobja suše vedno bolj pogosta in se na rastlinah kar hitro pokaže njen vpliv. Rastline preko korenin sprejemajo hranila, po daljših sušnih obdobjih pa se v primeru prvega dežja sperejo skozi talni profil.[1] Nestrokovno namakanje ima lahko negativen vpliv, saj se lahko preveč vode črpa v poletnih obdobjih, ko je v naravi zelo malo vode. Pri črpanju iz velikih rek je zgodba drugačna, saj je vode skozi vse leto več kot dovolj, razen v primeru velikih razsežnosti. Največji problem so nekatera hranila, ki se spirajo v podtalnico in tako pride do onesnaženja. Za samo izgradnjo takšnega namakalnega sistema moramo pridobiti dovoljenja in soglasja. V dovoljenjih se ugotavljajo negativni vplivi, ki jih lahko namakalni sistem povzroči v danem okolju. Načrtovanje in optimalna izvedba namakalnega sistema je zelo pomembna. Pomembna pa je tudi njihova uporaba, da bodo uporabniki ravnali v skladu s predpisi, da ne pride do pretiranega namakanja, kar lahko povzroči negativni vpliv na okolje.[1] Namen moje diplomske naloge je dimenzionirati cevovod in izbrati ustrezno vodno črpalko za podzemni namakalni sistem za sadovnjak breskev. 1

2

2 NAMAKANJE V SADJARSTVU Zgodnji začetki namakanja segajo nekje okoli šest tisočletij pred našim štetjem. Prve zabeležene namakalne sisteme najdemo na področjih današnjega Irana, Iraka in Egipta. Namakanje je tehnološki ukrep za doseganje kakovosti in količine pridelka. Tip sadne vrste zahteva, da morajo biti vsi tehnološki ukrepi izvedeni v obsegu in v optimalnem času. Raziskave so pokazale, da so vplivi namakanja na pridelek pozitivni, saj lahko pričakujemo prirastek tudi do 25% zaradi debeline plodov, zviša pa se tudi kakovost, ki je mnogo boljša.[2] V Sloveniji se je namakanje intenzivno povečalo zaradi močne suše leta 2000. Največ pridelovalcev se je za namakalni sistem odločilo po letu 2003, ko je bila ekstremna suša, še večja kot leta 2000. Temperaturni stres prepreči fotosintezo, pojavljajo se ožigi na listih in na plodovih. Z namakalnim sistemom stres zmanjšamo, ne moremo ga pa izničiti. Kadar so padavine razporejene skozi vse leto rastline redko trpijo zaradi suše. Povprečje tridesetletnih količin v Sloveniji kažejo, da jih je v času rastnih dob rastlin dovolj. Vendar tudi ta podatek ni najbolj točen, saj se zadnja leta podnebje zelo spreminja. [2] Trenutno je v Sloveniji z namakalnimi sistemi opremljenih nekaj čez 10000 hektarjev, strokovnjaki pa ocenjujejo, da je to le petina vseh površin, ki bi jih lahko namakali. [4] Namakalni sistemi se vgrajujejo zaradi povprečnih let, za dosego vsakoletno velikih in kakovostnih plodov, ko se mora za krajša obdobja dodajati voda. Izgradnja je zelo zahtevna, za katero je potrebna tudi velika investicija. [2] 3

V tleh se zagotovi primerna vlažnost od 80% do 100% poljske kapacitete, v nekaterih primerih tudi pod 80%. Rastlini škoduje, če je kapaciteta večja od 100%, sploh pri vegetativno razmnoženih podlagah. Zaradi tega pride do propadanja dreves, saj zaradi prevelikega namakanja vplivamo na razmerje med rastjo in rodnostjo. [2] 4

3 VODA V RASTLINI Ključni pomen pri razvoju in rasti rastline ima voda, saj jo je v rastlini 70-95% sveže mase. Plod predstavlja 80-95% sveže mase, listi 70-90%, ter korenine 70-95%. Oreh in leska predstavljata najmanjši vodni delež in to kar 5-15% sveže mase. Za fiziološke procese v rastlinah je voda zelo pomembna, saj skrbi za prenašanje organskih molekul, anorganskih ionov in atmosferskih plinov, ter za stabilizacijo struktur encimov. S transpiracijo in dihanjem rastline se voda izgublja. 90% absorbiranega dušika, kalija in fosforja, ter 10-70% fotosintetsko vezanega ogljika vgradijo v rastoča tkiva, v biomaso pa samo 1%. [2] Razlika med transpiracijo in sprejeto vodo v rastlino predstavlja vodna bilanca rastlin. Začetek suše je za rastlino takrat, kadar je bilanca vode negativna, kar pomeni, da je transpiracija večja od sprejema vode. Vodno bilanco merimo v MPa. Če je razlika 0,5MPa je rastlina v blagem sušnem stresu, pri razliki med 0,5 in 1,5MPa je rastlina v zmerno sušnem stresu, ko pa je razlika več kot 1,5MPa je to za rastlino močen sušni stres.[2] 5

4 STRES PRI SADNIH RASTLINAH S strani okoljskih dejavnikov rastlina zaradi različnih fizioloških procesov doživi stres. Vpliv stresnega dejavnika lahko upočasni fiziološki proces. Lahko poteka hitreje kot po navadi, ali pa ga celo prekine. Intenziteta in trajnost stresa je pomembna za normalno delovanje rastline. Pomanjkanje ali višek nekega stresnega dejavnika lahko izrazimo kot stres. Rastlina prehaja skozi stresne faze kot so alarmna faza, faza odpornosti, regeneracije in izčrpanja. [2] Rastlina pride v alarmno fazo ob nastopu stresa, zaradi katerega je moten fiziološki proces. Celične strukture rastline lahko propadejo ali pa vzpostavijo normalno stanje. Obrambni mehanizmi rastline se izrazijo tako, da se v nekem časovnem obdobju rastlina prilagodi. Temu pravimo faza odpornosti. Če to časovno obdobje traja predolgo, pride do propada rastline in kroničnih poškodb, kar imenujemo faza izčrpanja. O regeneraciji govorimo takrat, ko stres spusti in si rastlina opomore. Stres prinese slabšo rast rastline, zaradi velike porabe energije. V nekaterih primerih je omejena stopnja stresa dejansko koristna, saj tako rastlina postane odpornejša in močnejša. [2] 4.1 VODNI STRES Vodni stres lahko povzroči višek ali pa primanjkljaj vode. Rastline so razvile ustrezne mehanizme, zaradi katerih lažje prebrodijo začasne primanjkljaje vode. Listne reže se zaradi pomanjkanja vode zapirajo in zaradi tega pride do zmanjšanja nastanka fotosinteze. Za dolga sušna obdobja takšnega zaščitnega mehanizma ne morejo razviti. Če je vode v tleh preveč, se omeji količina kisika, kar vpliva na njihov razvoj in rast. Znaki kot so rumenenje in odpadanje listov nam povedo, da ima rastlina problem s koreninami. Marelice in breskve so zelo občutljive na zastajanje vode v tleh. [2] 6

Slika 4.1 nam prikazuje dežemer, s katerim odčitamo koliko dežja pade. Merimo v milimetrih. Slika 4.1: Dežemer [5] 4.2 TEMPERATURNI STRES Minimalne in maksimalne temperature skozi celo leto so zelo pomembne za uspevanje rastlin, saj pride v sušnih obdobjih, kadar so temperature večje, do kvarjenja cikla fotosinteze. Takrat stabilizirajo celično strukturo zaradi tvorbe proteinov. Kadar so temperaturne meje presežene, rastlino doleti celična smrt, kar lahko vidimo kot ožig tkiva, nekateri pa temu rečejo narkoza. [2] 4.3 OKSIDATIVNI STRES Do oksidativnega stresa pride takrat, kadar sta prisotna vodni in temperaturni stres. Tvorijo se agresivni radikali, ki jih lahko imenujemo tudi kisikove spojine, katere spremenijo celične lastnosti zaradi reagiranja z raznimi snovmi. Zaradi reagiranja je moten biokemični proces in rastlino pripelje do celične smrti. Zunanji simptomi oksidativnega stresa so: 1. Rumenenje listov. 2. Odpadanje listov. 3. Posvetlitev kožice plodov. 4. Odpadanje plodov. 5. Motnje v rasti rastlin in plodov.[2] 7

5 RABA VODE PRI DREVESIH Okoljski dejavniki, stopnja odprtosti listnih rež in skupno število listnih rež so pogoj za določitev porabe vode pri drevesih. Zaradi moči vetra, vlage, temperature zraka in obsevanja sonca preko listnih rež rastlina izgublja vodo. Pojavljali so se že matematični modeli za izračun izgube vode, vendar tega dejansko ne moremo natančno določiti. Na listne reže najbolj vpliva osvetlitev, saj so zaradi zaprtih rež ponoči skoraj nične izgube vode. Podnevi, ko so reže odprte pa so izgube večje. Listi, ki čez dan nimajo direktne izpostavitve svetlobi, pa imajo reže delno odprte, ki zaradi temperature in slabe osvetlitve izgubijo manj vode. Če je na drevesu prisoten plod so reže bolj odprte. Količino vode potrebno za namakanje lahko določimo z natančno analizo padavin, vlage v tleh in izgubo vode iz krošnje. [2] 5.1 POMEN VODE ZA OPTIMALEN RAZVOJ KORENINSKEGA SISTEMA Korenine imajo nalogo, da oskrbujejo del rastline nad zemljo s hranilnimi snovmi in vodo. Lahko jim rečemo tudi skladišče vode, saj preko njih poteka sinteza številnih snovi. V center korenin so vezana prevodna tkiva, katera preprečujejo prehod vode nazaj v tla. Dodatne mineralne snovi nastanejo s koreninskimi izločki, kateri spremenijo ph raztopine tal. V sušnih obdobjih moramo z namakalnim sistemom tlem zagotoviti primerno vlažnost za mobiliziranje mineralnih snovi, saj jih med tem obdobjem močno primanjkuje. Na spremembe kot je preveč velika ali preveč mala količina vode reagirajo koreninski laski. Da se korenine razvijejo mora biti v zemlji nekje 16 in 24 C, zaradi tega se po navadi razvoj koreninskega sistema začne okoli 30 dni pred razvojem nadzemnega dela. Če voda v tleh zastaja se s tem preprečuje aktivnost korenin. Glede na razrast korenin močno vpliva gostota same posaditve dreves ali ostalih rastlin, saj se korenine mejne rastline med sabo ne prepletajo.[2] 8

V suši se korenine razraščajo v globino, ker iščejo vodo in so v tem obdobju slabo priskrbljene z minerali. V primeru normalne vlage bi bila vegetacija za rastlino ugodnejša ob suši v mesecu maju ali pa že v aprilu. Opazimo posledice sušnih obdobij zaradi zrušitve ravnotežja hormonov pri samem razvoju ploda. Ravno pomladi moramo rastline dodobra priskrbeti z vodo zaradi samega cvetenja in brstenja. [2] 5.2 POMEN VODE ZA VEGETATIVNO AKTIVNOST SADNIH RASTLIN Vegetativno aktivnost sadnih rastlin potrebujemo za vzdrževanje razmerja med rastjo in rodnostjo. V začetnem obdobju je ta doba zelo močna in jo omejujemo s privezovanjem in kontroliranim gnojenjem. Osnovni pogoj med rastno dobo so vlažna tla. Ob primanjkljaju vode se rast upočasni. Po sušnem obdobju, ko rastlina dobi vodo opazimo nepričakovan odziv rastline, saj je rast intenzivnejša kot kadarkoli prej, kar pa negativno vpliva na razvoj plodov. Z veliko eksperimenti so dokazali, da namakalni sistem pozitivno vpliva na hitrejši in bolj enakomeren razvoj debla. Listi so v tesni povezavi z vodo, saj je od nje odvisna tudi velikost samih listov. [2] 5.3 POMEN VODE ZA RAZVOJ PLODOV Voda je zelo pomembna za razvoj plodov, saj rastlina vgradi veliko količino vode v sam sadež, od nje pa so odvisne tudi količine vseh ostalih snovi, ki sadežu dajejo notranjo kakovost. Če z namakalnim sistemom dajemo rastlini zadostno količino vode in drugih dodatkov, lahko pričakujemo lepe, čvrste in okusne sadeže. Vodo moramo dodajati že v času cvetenja, oprašitve in oploditve, saj če vode ni dovolj lahko pride do stresa in je nadaljnji razvoj sadeža moten. Za breskve govorimo, da se sadež razvija po dvojni sigmoidni krivulji, kar pomeni, da se celice delijo. V prvi fazi se razvije koščica, nato pa se sadež debeli. Pri breskvah mora biti v času delitve in povečanja celic drevo dobro priskrbljeno z vodo, saj 25% končne teže pridobijo v zadnjih 10 dni pred zorenjem in v nasprotnem primeru pride do razredčitve soka, zato je kakovost sadežev zelo slaba.[2] 9

6 NAMAKALNI SISTEMI IN OPREMA Da bi namakalni sistem delal najbolj optimalno je glavni dejavnik ustrezen vodni vir, lahko vodotok, podtalnica ali pa akumulacija.[1] Glavni deli namakalnega sistema so sestavljeni iz: 1. Najpomembnejši del je črpališče s črpalnim agregatom, kadar je pa kapljično namakanje je to kontrolna glava. Deli, ki sestavljajo kontrolno glavo so ventili, merilci tlaka, filtri, naprave za fertigacijo odzračevalnika, merilci pretoka itn. Črpalni agregat pa ni potreben, če je višinska razlika dovolj velika med črpališčem zgoraj in med namakalnimi površinami spodaj. [1] 2. Glavni dovod vode do namakalne parcele je glavni cevovod. Njegove cevi so največkrat narejene iz polietilena. Velikost namakalnega sistema vpliva na premer cevi, katerih sega od nekaj centimetrov do približno nekaj deset centimetrov.[1] 3. Del namakalnega sistema sestavlja sekundarni, oziroma razvodni cevovod za razvod vode po parceli. Pri tem cevovodu so po navadi premeri cevi manjši kot pri glavnem, včasih celo isti, narejene pa so iz polietilena. [1] 4. Namakalna oprema, ki jo imenujemo tudi laterali so namakalne linije z razpršilci ali s kapljači. Kadar imamo razpršilce so namakalne linije sestavljene iz aluminijastih hitro montažnih cevi, s premerom 6 do 12cm, katere ponekod že nameščajo. Namakalne linije iz polietilena za mikrorazpršilce imajo premer 20-40 mm. Namakalne linije iz polietilena s kapljači pa imajo premer 12-20 mm in so lahko mehke ali toge. [1] 5. Upravljanje omogoča armatura, nameščena na cevovodih, ki je sestavljena iz hidranta, ventilov, zasunov, regulatorjev tlaka in pretoka, odzračevalnikov, ipd.[1] 10

Poznamo več načinov postavitve: 1. Stabilni namakalni sistem, z stalnim črpališčem ob vodnem viru, ki ima vkopan cevovod in namakalno opremo, ki je stalno nameščena. Od glavnega cevovoda se odcepljajo razvodni z armaturami v vkopanih razvodnih jaških.[1] 2. Polstabilni namakalni sistem ima vkopan glavni cevovod do parcele z hidranti, vgrajenimi v jaških in ima stalno črpališče vode. Hidranti so povezovalni del med podzemnim in nadzemnim delom namakalnega sistema, na katere so lahko priključeni aluminijasti razvodni cevovodi za namakalne linije z razpršilci, ali polietilenski razvodni cevovodi za namakalne linije s kapljači ali mikrorazpršilci, ali bobnasti namakalnik.[1] 3. Namakalni sistem, ki je prestavljiv ima ob vodnem viru nameščen prenosni črpalni agregat. Razvodni cevovod po parceli in dovodni cevovod do parcele sta nameščena na površini tal in uporablja se lahko enaka namakalna oprema kot pri pol stabilnih sistemih. Postavljeni so po navadi na manjših površinah, ki so bližje vodnemu viru. Glede načina postavitve ločimo več sistemov tudi pri sami namakalni opremi, pri kateri je omenjena le tista, najbolj primerna za naše okoljske razmere in je tehnološko najprimernejša.[1] 6.1 STABILNA OPREMA Na začetku namakalne sezone jo namestimo, po končani sezoni ali celo po več letih pa se pospravi. Pri gojenju vrtnin na koncu sezone namakanja pospravimo kapljične namakalne cevi z razpršilci oziroma površinske montažne namakalne cevi. Nasprotno v trajnih nasadih, kjer namakalna oprema praktično ostane na mestu celo dobo nasada. Na površinsko položenih ali vkopanih ceveh so montirani razpršilci. Namakalne linije s kapljači so lahko nameščene v globini glavne mase korenin ali pa površinsko. V sadovnjakih pa so lahko pritrjene na ogradno žico približno pol metra nad tlemi. Pri stabilni opremi moramo imeti opreme toliko, da pokrije celo površino. Rastline ne namakamo po celi površini naenkrat ampak zaradi ekonomičnosti dimenzioniranja 11

cevovodov in črpališč v določenem zaporedju oskrbujemo z vodo. Hkrati po celi površini izvajamo le proti slansko zaščito.[1] 6.2 PRESTAVLJIVA OPREMA Ko je na prvi postavitvi potreba po vodi rastlinam dosežena, se oprema premesti na novo lokacijo. Ker ta oprema zahteva veliko ročnega dela, se pri nas uporablja vedno manj. Je pa priporočljiva pri gojenju vrtnin in jagod na foliji, kjer se pod folijo nahaja kapljični namakalni sistem. Po saditvi sadike še niso dobro vkoreninjene, zato je potrebno večati zračno vlago in ohlajati ozračje z oroševanjem, da zmanjšamo izhlapevanje. Takrat sta nekaj dni na površini položeni dve ločeni mreži namakalne opreme.[1] 6.3 MOBILNA OPREMA V naših razmerah, kjer so površine relativno majhne, je smiselno uporabljati le bobnaste namakalnike, ki se med namakanjem premikajo po namakalnih površinah. Boben za navitje cevi, polietilenska cev in sani, na katerih je nameščen razpršilec so glavni sestavni deli. Boben namestimo na rob namakalne površine, ga priključimo na vodni vir (črpalka ali hidrant) in s traktorjem povlečemo sani v namakalno površino, kjer se cev začne navijati počasi na boben in za sanmi ostane namočena površina. Da poskrbimo, da je vsa površina enakomerno omočena, moramo zaradi širine hoda, če nam ne uspe namočiti cele parcele naenkrat, bobnasti namakalnik prestaviti v novo pozicijo, ki je oddaljena od prejšnje za širino namakanja in ponovno povleči sani.[3] 12

7 NAČINI NAMAKANJA 7.1 NAMAKANJE Z OROŠEVANJEM Kadar zemljo namakamo z oroševanjem, ga izvajamo z razpršilci, kjer imamo na voljo, da so nameščeni kor stabilna, prestavljiva ali mobilna oprema (bobansti namakalnik). Ciljna naloga tega namakanja je, da s tem načinom čim bolj enakomerno omočimo celotno površino in s tem rastlini zagotovimo čim večji obrok namakanja, kolikor to rastlina in tla dopuščata. [3] Negativna stran oroševanja je, da so površine listov zaradi obilnejše vlažnosti bolj izpostavljene pojavu glivične bolezni, ki jim prija vlažna klima. Pozitivna stran tega pa je da lahko s tem načinom namakanja ohadimo ozračje, če je potrebno in izvajamo zaščito proti pozebi. Ponoči naj bi namakali v vetrovnih legah, ko je manj vetra, obstaja pa možnost, da ravno z nočnim oroševanjem tvegamo, da rastlino okužimo z glivično okužbo, ker so listi preveč časa mokri in izpostavljeni okužbi. Oroševanje tudi ni priporočeno v času, ko sonce hudo pripeka, saj le tako lahko pride do ožiga na rastlinah, po drugi strani pa z oroševanjem ublažimo vpliv hude poletne pripeke.[3] Slika 7.1. nam prikazuje namakanje z oroševanjem. Slika 7.1.: Namakanje z oroševanjem [6] 13

7.2 BOBNASTI NAMAKALNIK Pri bobnastemu namakalniku so dolžine cevi do 400m, delujejo pa pri tlakih 7-10 barov na vstopu v namakalno napravo ter 6 barov na šobi, imajo pretok do 100 m3/h in imajo domet 70 metrov ali več. Ti so primerni le za najodpornejše poljščine, travnike in pašnike, ki se jih pri nas ne namaka. Kljub suši, za travnike in pašnike ni ekonomično graditi namakalne sisteme. Sicer tudi namakanje poljščin v naših razmerah večinoma ekonomsko ni upravičljiva. V primeru da pride v kolobarju na površino z namakalnim sistemom poljščina, se namaka po potrebi tudi to, če namakalni sistem zagotavlja dovolj visoke tlake ter pretoke za opremo, ki je primerna za namakanje. [1] Spekter bobnastih namakalnikov je zelo širok. Imamo na izbiro tudi take, ki delujejo pri tlakih do 2,5 bara na vstopu v napravo in 1,5 bara na šobi. Obrok namakanja uravnavamo z naravnavanjem hitrosti navijanja cevi. Npr. pri hitrosti navijanja 5 m/h je količina dodane vode 12 mm oz. 12 l/m2. Če povečamo hitrost na 10 m/h, je količina dodane vode 6 mm oz. 6 l/m2. Pri nakupu mora biti kupec poleg podatkov o dolžini cevi, delovnem tlaku in širini namakanja biti pozoren, da intenziteta namakanja vsaj pri največji hitrosti navijanja cevi ne presega vpojne sposobnosti tal za vodo, imenovana tudi stopnja infiltracije. Če bobnasti namakalnik maksimalno izkoristimo, je relativno poceni. Vendar je predvsem manjše namakalnike, ki so primerni za namakanje vrtnin, potrebno pogosto prestavljati po navadi vsakih nekaj ur in je težko doseči visoko stopnjo izkoriščenosti. Učinkovitost namakanja, ki je razmerje med količino vode, ki jo damo na namakalno površino ter količino vode, ki jo v resnici porabijo rastline, je pri mobilni namakalni opremi najmanjša in po ocenah znaša 0,60. Vsak uporabnik namakalnega sistema z leti prakse pridobi občutek in znanje, koliko od dodane vode so rastline v resnici uporabile. Po izkušnjah se uporabniki 5 do 10 let šele spoznavajo z namakalnim sistemom v smislu, koliko izgub vode je v določenih fazah sistema. [1] Na sliki 7.2. je prikazan bobnasti namakalnik, na katerem je navita cev. 14

Slika 7.2: Bobnasti namakalnik [7] 7.3 RAZPRŠILCI Razpršilcev je na trgu ogromno, ločimo pa jih glede na tlak, pretok in domet. Veliki razpršilci delujejo na 7 barov in imajo preko 60m dometa. Razpršilce uporabljamo tudi v vrtninah in v sadovnjakih. Čeprav je njihova uporaba v vrtninah močno upadla imamo določene vrste rastlin, za katere se razpršilci še uporabljajo, saj lahko z njimi ustvarimo večjo zračno vlago, katera prija rastlini. Za vrtnine uporabljamo razpršilce z delovnim tlakom 2,5bara, dometa 10-25m in pretokom nekaj m3/h. Namestimo jih lahko v kvadratno ali pa v trikotno postavitev. Glede intenzitete namakanja se odločimo za razpršilec, katerega bomo vgradili v svoj namakalni sistem.[2] Ekonomičnost namakanja s tem namakalnim sistemom dosežemo z enakomernim namakanjem, saj s tem zmanjšujemo izgube vode iz talnega profila. Zaradi trenja v ceveh se del tlaka izgublja, zato je na vsakem naslednjem razpršilcu tlak manjši. Posledično s tlakom pa se spreminja tudi pretok. Za zadovoljivo namakanje naj bi bila razlika v celotni mreži manj kot 20%. Razpršilci naj bi bili neobčutljivi na umazanijo v vodi, vendar je potrebno vodo z veliko umazanije kljub temu čistiti. [2] 15

Na sliki 7.3. je prikazano namakanje polja z razpršilci, kjer vidimo, da gre za namakanje zelo velikih površin. Slika 7.3: Namakanje polja z razpršilci [8] 7.4 MIKRORAZPRŠILCI Mikrorazpršilci delujejo pri manjših tlakih kot navadni razpršilci in sicer 1,5-4,5 bara, imajo manjše pretoke 10-400 l/h, ter manjši domet 1-6m. Intenziteta namakanja je okoli 2-20mm/h. Ker mikrorazpršilci delajo zelo majhne drobne kapljice so primerni za vrtnine, ki jim prija velika vlaga, in za oroševanje sadik. Navadno jih postavimo na 25cm nosilce. Nastavljeni so tako, da se vrste med sabo prekrivajo, med samimi gredicami pa prekrivanja ni. Po oceni je učinkovitost v takšni postavitvi 65-70%. Mikrorazpršilce uporabljamo tudi v sadovnjakih. Ko z mikroreazpršilci namakamo drevesa, pride ena šoba na eno drevo. Razpršilci se v tem primeru med seboj ne pokrivajo, zato je poraba vode manjša. Po oceni je učinkovitost takšnega sistema, v takšni postavitvi 85-90%.[1] Na sliki 7.4. je prikazano namakanje z mikrorazpršilci. Sistem se uporablja v rastlinjakih ali pa na prostem za nizko rastne rastline. 16

Slika 7.4: Mikrorazpršilci [9] 7.4.1 Namakanje sadovnjakov z razpršilci in proti slanska zaščita Zaradi spomladanske pozebe se v sadovnjakih izvaja namakanje z razpršilci, katerih intenziteta je 4,2mm/h in se hkrati namaka cel sadovnjak na enkrat. Poraba vode znaša kar 11 sekundnih litrov na hektar. Torej za 10 hektarjev moramo imeti kapaciteto rezervoarja tako veliko, da nam pokrije 110 litrov/s. Med letom se poraba bistveno zmanjša in to kar na 11 l/s, ko sistem uporabljamo za zalivanje. Šobe so v času pozebe nad, v poletnem času pa pod krošnjami, da ne pride do omočitve listnih površin[1]. Na sliki 7.5. je prikazano namakanje sadovnjaka z razpršilci, kar služi kot proti slanska zaščita. Slika 7.5: Namakanje sadovnjaka z razpršilci [10] 17

7.5 KAPLJIČNO NAMAKANJE Pri kapljičnem namakanju rastlino namakamo vsak dan toliko, kolikor vode potrebuje. Od poroznosti tal je odvisno na koliko delov bomo razdelili obrok namakanja, ter koliko vode lahko zadržijo tla. Kapljično namakanje razdelimo na podzemne in nadzemne sisteme. Podzemni pride cev vkopana ob drevesu v globini mase korenin in ima med cevjo in šobo bakreno ploščico, da ne pride do zamašitve šobe. Pri nadzemnem sistemu pa je cev pritrjena pod krošnje dreves. Če bi v času sončnega popoldneva namakali po listih, bi to privedlo do raznih bolezni. Od ostalih namakalnih sistemov ima kapljično namakanje ogromno prednosti, saj z njim dosežemo najintenzivnejšo pridelavo sadja. Kar pa se tiče varovanja okolje ima kapljično namakanje najvišjo stopnjo. [1] V cevi so šobe nameščene na razdalji 0,2-1m, ter imajo pretok 1-8 l/h. V namakalni cevi se pojavljajo tlačne izgube, zato se pretok na šobah razlikuje. Razlika med prvo in zadnjo šobo mora biti takšna, da zadovoljimo najmanj 85% izenačenosti. Cev na ravnem terenu je lahko dolga tudi 400m, na terenu z naklonom pa do 200m. [1] Prednosti kapljičnega namakanja: 1. Namakamo samo lokacijo koreninskega sistema, zato je poraba vode bistveno manjša, 2. Površina med vrstami je suha, zato se lahko s traktorjem škropi tudi med namakanjem, 3. Obratuje pri tlakih 0,5-1bar, zato je tudi moč črpalke manjša kot pri ostalih sistemih, 4. Velik spekter uporabe namakanje, kot glinenih in peščenih tal, 5. Preko črpalke lahko dodajamo tudi hranila potrebna za samo rast drevesa, katera se pri tem sistemu ne spirajo v podtalnico, 6. Ne pride do omočitve listnih površin. [1] Slabosti kapljičnega namakanja: 18

1. Pogosto pride do mašenja šob, zato je treba pri projektiranju za nekatere kapljične cevi upoštevati tudi filtracijo vode. Filtrska postaja stoji ob črpališču. Filtracija vode je zelo pomembna, saj če pride do zamašitve šobe, pogosto primeri niso rešljivi. [1] Slika 7.6. nam prikazuje sistem kapljičnega namakanja na vrtu. Zelo dober primer kapljičnega namakanja v Sloveniji imamo v Savinjski dolini, kjer namakamo zelo velike površine hmelja. Slika 7.6: Kapljično namakanje. [11] 19

8 SHEMA NAMAKALNEGA SISTEMA Ker se prijatelj ukvarja s pridelovanjem breskev, sva se odločila za izvedbo podzemnega kapljičnega namakalnega sistema. Površina sadovnjaka je približno 0,46 hektarja. Kapljična cev je vkopana v zemljo, šoba pa pride približno na središčno točko koreninskega sistema drevesa. Šobe so na razdalji 0,5m s pretokom 1,6 l/h. Po meritvah in izračunih sem prišel do rezultata, da je v sistemu 2088 šob, vse skupaj pa naj bi imele maksimalen pretok okoli. Zaradi velike porabe vode in stroškov s samo črpalko, smo se odločili, da bomo sadovnjak namakali v dveh delih, zato so nameščeni tudi ventili na kolenu vsake vrste. Zamislili smo si pretok okoli 2 s tlakom do 4 bare, zaradi tlačnih izgub v sistemu. Odločili smo se za črpalko opisano v nadaljevanju. Obstoječ rezervoar vode, katero nima več dotoka vode, pa ima kapaciteto 20. Polnil ga bo sam s cisterno iz prekomernega polnjenja lokalnega rezervoarja. Črpalka naj bi bila vključena okoli 4 ure na dan, kar bi po mnenju prijatelja zadostovalo za optimalno namakanje. Ob takšnem obratovanju bi bila poraba električne energije 3 kw/h na dan, nekje 90 kw/h na mesec. Stroškovno pa to prinese 11,25 v enem mesecu. Z obratovanjem črpalke v času, ko je nižja cena električne energije pa tudi manj. Glede porabe vode bi jo porabili okrog 10 na dan, odvisno od padavin, kar bi stroškovno naneslo okrog 30 na mesec, če bi sadovnjak vsak dan namakali s takšno količino vode. Namakalna sezona traja 3 mesece. Po podatkih, naj bi bil prirast breskev kar 25%, vendar je odvisen od same lege, tal in podnebja. Za naš primer, bi lahko sodili o prirastku komaj po dveh letih delovanja sistema. Slika 8.1. nam prikazuje omenjen sadovnjak pred vkopom medvrstnih cevi v zemljo, slika 8.2. pa shemo našega namakalnega sistema. 20

Slika 8.1.: Sadovnjak Slika 8.2: Shema namakalnega sistema 21

9 DIMENZIONIRANJE CEVOVODA, ČRPALKE IN IZRAČUN STROŠKOV 9.1 DIMENZIONIRANJE CEVOVODA Po razgovorih z naročnikom in strokovnjaki, sem se odločil za kapljično cev z vgrajenimi šobami znamke NetafimUS; in sicer model DRIPNET PC. Posamezna šoba ima pretok 1,6 l/h. Šobe v cevi so na razdalji 0,5m, delovni pritisk pa je 2,5-3bare. Razlike lokalnih izgub glede na šobo podzemnega in nadzemnega sistema praktično ni, saj so cevi podzemnega sistema oblečene s filcem, nekatere pa imajo med šobo in cevjo bakreno ploščico. Zaradi teh rešitev ne pride do zamašitve šobe. Glavni vod sestavlja standardna distribucijska PE cev s presekom 25mm in največjim možnim pritiskom do 4 bare. Na glavni vod se privije objemka za vsako vrsto posebej in se z 10. svedrom izvrta luknja za dotok vode med vrstami. Objemka ima notranji navoj, v katerega se privije ventil M1/2 /16T, nanj pa se potem pritrdi kapljična cev. Na koncu vsake kapljične cevi pride še končni spojnik. Na slikah 9.1., 9.2., 9.3., 9.4. in 9.5. so prikazani deli namakalnega sistema, ki jih potrebujemo za samo postavitev. Slika 9.1: Šoba kapljične cevi DRIPNET PC [12] 22

Slika 9.2: Standardna distribucijska PE cev [13] Slika 9.3: Objemka PVC 3/4" [14] Slika 9.4: Ventil M1/2 /16T [15] Slika 9.5: Končni spojnik s prstanom [16] 23

9.2 IZBIRA ČRPALKE ZA NAMAKALNI SISTEM Glede izračuna črpalke sem obiskal podjetje Pipelife v Trzinu pri Ljubljani, kjer me je gospod Bojan Dimic prijazno sprejel, podučili so me o raznovrstnih namakalnih sistemih in na koncu priskočili na pomoč s samo izbiro črpalke za načrtovan namakalni sistem. Dobil sem še katalog najrazličnejših šob namakalnih sistemov ter katalog vodnih črpalk, iz katerega sva na koncu izbrala najbolj optimalno in cenovno sprejemljivo črpalko. Izbrala sva Pedrollovo 0,75kW (1HP) črpalko PLURIJETm 4/100x s pretokom 5-130 l/min. Priporočil mi je tudi Pedrollovo tlačno stikalo za uravnavanje tlaka. Črpalka mora biti pod streho, da zaradi dežja ne pride do korozije le-te. Na slikah 9.6., 9.7., 9.8. so prikazani izbrana črpalka PLURIJET 4/100x, njena karakteristika ter potrebno tlačno stikalo, ki ga vstavimo med črpalko in glavnim vodom. Slika 9.6: Vodna črpalka Pedrollo PLURIJET 4/100x [17] 24

H [m] Q [l/min] Slika 9.7: Karakteristike črpalke PLURJET [18] Slika 9.8: Tlačno stikalo [19] 25

9.3 IZRAČUN STROŠKOV Tabela 9.1 nam prikazuje izračun nastalih stroškov za kompleten namakalni sistem. Tabela 9.1: Izračun stroškov Artikel Kos Cena Kapljična cev DRIPNET PC (500m) 2x 189,10 Distribucijska standardna PE cev (100m) 1x 101,26 Objemka PVC 3/4 23x 1,35 Ventil M1/2 /16T 23x 1,34 Končni spojnik s prstanom 16mm 23x 0,18 Končni čep 3/4 1x 0,19 Tlačno stikalo Easypress-1M 1x 77,50 Črpalka PLURIJETm 4/100x 1x 232,00 Izkop za cevi 1x 200 Skupaj: 866,06 V primeru 10% prirastka, z upoštevanjem stroškov vode, elektrike, škropiv, ter dodatnih hranil bi se na osnovi analize investicija povrnila v roku dveh let. Če pa bi bil prirastek višji, bi se investicija povrnila še prej. 26

10 VZDRŽEVANJE KAPLJIČNEGA NAMAKALNEGA SISTEMA Za nemoteno obratovanje moramo namakalni sistem tudi pravilno vzdrževati in pred začetkom sezone izvesti kompleten pregled cevovoda. V začetku in na koncu namakalne sezone je potreben pregled črpališča, da preverimo delovanje črpalke, ventila in vseh ostalih delov, ki so potrebni za normalno obratovanje črpališča. Črpališče je potrebno nadzorovati celo namakalno sezono. Zelo pomembno je odzračevanje sistema pred polnitvijo, saj lahko sistem zaradi zraka v cevovodu ne črpa vode. Po končani namakalni sezoni je nujno, da naš namakalni sistem izpraznimo. Če bi voda ostala v ceveh, lahko le-ta v mrzlih zimskih dneh zmrzne in pride do poškodb cevovoda. Prav tako moramo pred zimo zaščititi črpalko. Iz nje spustiti vodo, da ne pride do notranjih poškodb, ter opraviti revizijo vodnikov v krmilni omari zaradi morebitnih poškodb na le-teh. Pred vsako sezono je potrebno pri prvem zagonu vodne črpalke opraviti meritev katodne zaščite. 27

11 SKLEP V sklopu diplomske naloge sem dimenzioniral namakalni sistem in s pomočjo podjetja Pipelife izbral primerno črpalko. Naučil sem se res ogromno novega o namakalnih sistemih ter o sami vgradnji le-tega. Za postavitev namakalnega sistema smo s stroški prišli na ceno 866,06. Prirast letine naj bi bila do 25%, odvisno od sušnih obdobij in samih padavin, zato smo prišli do ugotovitve, da se postavitev namakalnega sistema dejansko izplača. Investicija pa se za 10% prirastek povrne v približno v dveh letih. V roku nekaj let, si bom tudi sam postavil kapljični sistem v vinogradu. 28

VIRI IN LITERATURA [1] doc.dr. Marina Pintar, univ. dipl. inž. agr. Osnove namakanja s poudarkom na vrtninah in sadnih vrstah v severovzhodni Sloveniji. Dostopno na: http://www.mkgp.gov.si/fileadm in/mkgp.gov. si/pageuploads/publikacije/namakanje/5_osnove_namak_poud_na_vrtnina h_in_sadnih_vrstah_sv_slo.pdf. [2] Prof. Dr. Franci Stampar Namakanje v sadjarstvu. Dostopno na: http://www.mkgp.gov. si/fileadmin/mkgp.gov.si/pageuploads/publikacije/namakanje/9_namakanje_v_sa djarstvu.pdf. [3] doc.dr. Marina Pintar, univ. dipl. inž. agr. Osnove namakanja s poudarkom na vrtninah in sadnih vrstah v zahodni, osrednji in južni Sloveniji. Dostopno na: http://www.mkgp.gov.si/fileadmin/mkgp.gov.si/pageuploads/publikacije/namaka nje/11_osnove namak_s_poud_na_vrtninah_in_sadnih_vrstah_v_z_o_j_slov.p df. [4] https://www.delo.si/novice/slovenija/namakamo-le-petino-povrsin-ki-bi-jih-lahko- 75453.html. [5] http://www.virles.si/geografija/drugi-pripomocki/dezemer-840 [29.8.2018]. [6] http://sl.govoril.info/samodejno-zalivanje-v-rastlinjaku-znacilnosti-razlicnihsistemov-preprost-primer-izdelava/ [29.8.2018]. [7] http://brau.si/portfolio-view/581-gx-evo [29.8.2018]. [8] https://novostipmr.com/en/news/17-04-06/agricultural-ministry-completes-meli oration-development-draft [29.8.2018]. 29

[9] http://www.deloindom.si/vrt-zivali/zelenjavni-vrtovi/tezave-nasveti/lani-zanamaka nje-porabili-manj-vode [29.8.2018]. [10] http://www.sad.si/clanki/ureditev-namakanja-v-sadovnjakih.html [29.8.2018]. [11] http://www.krestianin.ru/sites/default/files/title_image/2016-05/19zemlya_foto1.jpeg [29.8.2018]. [12] http://agrona.si/trgovina/izdelki/kapljicna-cev-dripnet-pc-1-60lh-razmak-05m/ [29.8.2018]. [13] http://agrona.si/trgovina/izdelki/distribucijska -standardna-pe-cev-100m/) [29.8.2018]. [14] http://www.kotu.si/index.php/objemka-pvc-o-25-x-3-4.html [29.8.2018]. [15] http://agrona.si/trgovina/izdelki/ventil-m1216t/ [29.8.2018]. [16] http://agrona.si/trgovina/izdelki/koncni-spojnik-16-mm-s-prstanom/ [29.8.2018]. [17] https://torujyri.ee/en/pressure-pumps/947-self-priming-multi-stage-pump-plurijetm-4100-pedrollo.html [29.8.2018]. [18] https://www.pedrollo.com/public/allegati/plurijet%2080-100_it_50hz.pdf [29.8.2018]. [19] https://megadepot.com/product/pedrollo-50066-115p-easypress-1m-electronic-pu mp-controller-230v-1hp-w-1-5bar-gauge [29.8.2018]. 30

PRILOGE PRILOGA A: IZJAVA O AVTORSTVU IN ISTOVETNOSTI TISKANE IN ELEKTRONSKE OBLIKE ZAKLJUČNEGA DELA. 31

32