IRIGAREA CULTURILOR AGRICOLE. TEHNOLOGII

  CUPRINS:
INTRODUCERE 17
Resursele de apa din Romania 17
Utilizarea rationala a apei in contextul schimbarilor climatice 18

1. CALITATEA APEI SI SURSE DE APA PENTRU IRIGAT 20
1.1. Proprietatile chimice ale apei de irigatie 20
1.2. Influenta calitatii apei de irigatie asupra plantelor 20
1.3. Influenta apei de irigatie asupra solului 22
1.4. Proprietatile fizice ale apei de irigatie 23
1.5. Calitatea apei de irigatie 23
1.6. Principalele surse de apa din tara noastra 26

2. PLANIFICAREA SI AVERTIZAREA UDARILOR 28
2.1. Miscarea apei in sol 28
2.2. Relatia sol-apa-planta 28
2.3. Planificarea si avertizarea udarilor in plotul de irigatie 33
2.3.1. Metoda gravimetrica 33
2.3.2. Metoda electrometrica 35
2.3.3. Metoda tensiometrica 37
2.3.4. Metoda neutronica 38
2.3.5 Metoda bilantului 39

3. REGIMUL DE IRIGATIE 41
3.1. Bilantul apei in sol 41
3.2. Consumul de apa al plantelor 44
3.3. Elemente de calcul ale regimului de irigatie 52

4. TEHNOLOGIA DE UDARE CU INSTALA IA DE UDARE PRIN PICURARE, IUP 73
4.1. Descrierea instalatiei 73
4.2. Principalele cerinte pentru irigatia prin picurare 75
4.3. Limite de aplicabilitate ale irigatiei prin picurare 75
4.4. Cerinte ale tehnologiei de udare privind componentele instalatiilor de irigare prin picurare 75
4.5. Caracteristici tehnice ale unui modul al instalatiei de udare prin picurare 83
4.6. Cerinte ale dispozitivelor de udare 83
4.7. Dispunerea dispozitivelor si conductelor de udare 88
4.7.1. Distanta dintre picuratoare (pe conducta de udare) 88
4.7.2. Distanta intre conductele de udare 89
4.8. Indicatori de calitate a udarii 92
4.9. Dimensionarea retelei de transport al apei 93
4.9.1. Determinarea capacitatii de transport a conductelor de distributie 93
4.9.2. Toleranta la variatiile de presiune 94
4.9.3. Dimensionarea conductelor de udare 96
4.9.4. Dimensionarea conductelor tertiare 101
4.9.5. Dimensionare echipamente de filtrarea apei 102
4.10. Elementele tehnologiei de udare 105
4.10.1. Necesarul de apa pentru irigatia prin picurare 105
4.10.2. Elementele tehnice ale udarii 107
4.10.3. Elementele regimului de irigatie 112
4.11. Aspecte ale aplicatiilor pentru tratamente de chimizare utilizand apa de irigatie in tehnologia de picurare 114
4.12. Dimensionarea amenajarii de irigatii prin picurare 115
4.12.1. Scheme de amenajare 115
4.12.2. Dimensionarea ansamblului frontal 118
4.13. Executia amenajarii 119
4.14. Exploatarea si intretinerea amenajarii 122
4.15. Reguli de protectia muncii 123

5. TEHNOLOGIA DE UDARE CU INSTALATIA DE UDARE PRIN ASPERSIUNE CU TAMBUR SI FURTUN 125
5.1. Descrierea instalatiei 125
2.2. Functionarea instalatiei 134
5.3. Parametrii tehnici ai instalatiei IATF-300 144
5.4. Scheme de udare 147
5.5. Elemente de organizare a muncii la aplicarea udarilor 156
5.6. Reguli de intretinere 157
5.7. Reguli de protectia muncii 160

6. TEHNOLOGIA DE UDARE CU INSTALATIA DE UDARE PRIN ASPERSIUNE CU PIVOT CENTRAL, IAP 161
6.1. Descrierea instalatiei 161
6.1.1. Descrierea amplasamentului din campul demonstrativ si al retelei de conducte subterane 163
6.1.2 Descrierea constructiv-functionala a instalatiei 165
6.2. Functionarea instalatiei 168
6.3. Caracteristici tehnice ale instalatiei 170
6.4. Elementele tehnologiei 171
6.6. Organizarea muncii la aplicarea udarilor 181
6.6 Alegerea precipitatiilor ce se vor aplica in timpul udarii 183
6.7. Reguli de protectia muncii 184

7. TEHNOLOGIA DE UDARE CU INSTALATIA DE UDARE PRIN ASPERSIUNE CU DEPLASARE FRONTALA (LINIARA), IADF 186
7.1. Descrierea instalatiei 186
7.1.1. Descrierea amplasamentului din campul demonstrativ si a retelei de conducte subterane 189
7.1.2. Descrierea constructiv - functionala a instalatiei 191
7.2. Functionarea instalatiei 197
7.3. Caracteristicile tehnico-functionale ale instalatiei 197
7.4. Elementele tehnologiei 200
7.5. Organizarea muncii la aplicarea udarilor 201
7.5.1. Scheme de deplasare a instalatiei IADF 201
7.5.2. Normele de udare ce se vor aplica in timpul udarii 203
7.5.3. Limitele de utilizare ale instalatiei 203
7.6. Reguli de protectia muncii 205

8. TEHNOLOGII DE APLICARE A UDARII CU CONSUM REDUS DE ENERGIE 206
8.1. Sistemul de udare la joasa presiune - LEPA ce echipeaza instalatiile cu pivot central sau deplasare frontala 206
8.2. Sistemul de udare la joasa presiune - LESA ce echipeaza instalatiile cu pivot central sau deplasare frontala 207
8.3. Sistemul de udare la joasa presiune - MESA ce echipeaza instalatiile cu pivot central sau deplasare frontala 207
8.4. Sistemul de udare la joasa presiune - LPIC ce echipeaza instalatiile cu pivot central sau deplasare frontala 207
8.5. Sistemul de udare la joasa presiune ce echipeaza instalatiile cu tambur si furtun 208
8.6. Sisteme de udare prin aspersiune. Comparatii referitoare la pierderile de apa 211
8.6.1. Tipuri de sisteme de udare prin aspersiune 211
8.6.2. Modalitati de udare cu aspersoare 219
8.6.3. Comparatii referitoare la pierderile de apa 221

9. TEHNOLOGII DE ADMINISTRARE A INGRASAMINTELOR CHIMICE CONCOMITENT CU APA DE UDARE - FERTIRIGATIA 226
9.1. Metode de fertirigare 226
9.2. Metode de injectie si echipamente de injectie 227
9.3. Elemente de calcul la fertirigatie .227
9.4. Fertirigatia la pomi 237
9.5. Fertirigatia in sera 239
9.5.1. Metode de fertilizare a culturilor in sere 240
9.5.2. Solutii de aplicare a fertilizarii lichide (fertirigatia) 240
9.5.3. Descrierea si functionarea instalatiei de fertirigatie experimentata 241
9.5.4. Experimentarea pompei hidraulice PD-1, pentru sistemul de irigare prin picurare 242
9.5.5. Tehnologia de aplicare a ingrasamintelor chimice simultan cu apa de udare, cu ajutorul pompei dozatoare PD-2, in conditii de sera 244
9.6. Fertirigatia culturilor de camp 247
9.6.1. Fertirigatia culturilor cu pompa PD-2 247
9.6.2. Fertirigatia culturilor cu echipamentul de fertilizare 248
cu presiune diferentiala, EFPD 248
9.6.3. Fertirigarea culturilor cu electropompa dozatoare, EFAE 250
9.6.4. Fertirigarea culturilor cu dispozitivul de fertirigatie cu turbina, DFT-1 252
9.7. Tehnologia de fertirigare cu diferite instalatii de udare 254
9.7.1. Aplicarea ingrasamintelor cu instalatia de udare prin picurare, IUP, echipata cu picuratoare 254
9.7.2. Aplicarea ingrasamintelor cu instalatia de irigare cu tambur si furtun, IATF, echipata cu rampa si duze/furtunuri 257
9.7.3. Aplicarea ingrasamintelor cu instalatia de irigare cu pivot central, IAP, echipata cu sistem de udare la presiune joasa 261
9.7.4. Aplicarea ingrasamintelor cu instalatia de irigare cu deplasare frontala, IADF, echipata cu sistem de udare la presiune joasa 265
9.8. Metodologia de lucru 268
9.9. Recomandari privind aplicarea ingrasamintelor de azotat de amoniu, NH4NO3 (13-0-46) 269

10. TEHNICA SI TEHNOLOGIE DE MODELARE A SUPRAFETEI SOLULUI PENTRU STOCAREA UNIFORMA A APEI DIN PRECIPITATII 271
10.1 Descrierea masinii 271
10.2. Elemente de calcul 274
10.3. Scheme tehnologice de lucru 275

11. IRIGAREA CULTURILOR AGRICOLE 282
11.1. Irigarea culturilor legumicole 282
11.2. Irigarea plantatiilor pomicole si a vitei de vie 285
11.3. Irigarea culturilor de camp 287
11.4. Particularitatile agrotehnice ale culturilor irigate 293
11.4.1. Lucrarile solului pe terenurile irigate 293
11.4.2. Lucrarile de ingrijire 296
11.4.3. Densitatea plantelor 298
11.4.4. Asolamentele si rotatia culturilor 299
11.4.5. Soiuri si hibrizi pentru culturile de camp irigate 301

12. CONCLUZII 303

BIBLIOGRAFIE 319
  PREZENTARE:
DESPRE AUTORI:

Dr. ing. Ilie BIOLAN a absolvit Facultatea de Mecanica Agricola (in prezent Facultatea de Ingineria Sistemelor Biotehnice) din cadrul Institutului Politehnic Bucuresti (actualmente Universitatea „Politehnica“ - Bucuresti) in anul 1981. De la absolvire a activat in cadrul Institutului de Cercetare si Inginerie Tehnologica pentru Irigatii si Drenaje Baneasa - Giurgiu (ICITID) pana in anul 2001, iar in perioada 2001-2005 la Societatea Nationala pentru Imbunatatiri Funciare Sucursala Giurgiu. A elaborat un numar de peste 80 lucrari stiintifice de specialitate. Este autorul unui numar de 17 brevete de inventie, 2 inovatii si 6 carti. A obtinut doctoratul in agronomie la Universitatea de Stiinte Agronomice si Medicina Veterinara Bucuresti in anul 2000. Din anul 2005 pana in prezent isi desfasoara activitatea in cadrul Institutului National de Cercetare Dezvoltare pentru Imbunatatiri Funciare Bucuresti (INCDIF,,ISPIF”). Este membrul Asociatiei Specialistilor din Imbunatatiri Funciare si Constructii pentru Agricultura (AIFCR) si al Societatii de Istorie si Retrologie Agrara din Romania (SIRAR).

Dr. ing. Ion SERBU a absolvit Facultatea de Imbunatatiri Funciare si Ingineria Mediului din cadrul Universitatii de Stiinte Agronomice si Medicina Veterinara Bucuresti in anul 1978. De la absolvire a activat in cadrul Institutului de Cercetare si Inginerie Tehnologica pentru Irigatii si Drenaje Baneasa- Giurgiu (ICITID) pana in anul 2002. A elaborat un numar de peste 22 lucrari stiintifice de specialitate. Este autorul unui numar de 6 brevete de inventie si a 3 carti. A obtinut doctoratul in cadrul Universitatii Tehnice de Constructii Bucuresti in anul 1997. In perioada 2002-2012 a lucrat la Institutului National de Cercetare Dezvoltare pentru Imbunatatiri Funciare Bucuresti (INCDIF,,ISPIF”). Din anul 2012 pana in prezent isi desfasoara activitatea in cadrul SC AQUAPROIECT SA Bucuresti. Este membru al Asociatiei Specialistilor din Imbunatatiri Funciare si Constructii pentru Agricultura ( AIFCR) si al JICA Alumni Romania.

Dr. ing. Corneliu George TUSA a absolvit Facultatea de Imbunatatiri Funciare din cadrul Institutului Agronomic „Nicolae Balcescu” din Bucuresti in anul 1981. De la absolvire a activat in cadrul Institutului de Cercetare si Inginerie Tehnologica pentru Irigatii si Drenaje Baneasa - Giurgiu (ICITID) pana in anul 2002. In perioada 2002 - 2012 a activat in cadrul Unitatii de Management a Proiectului „Reabilitarea si Reforma Sectorului de Irigatii” din MADR, iar din anul 2013 pana in prezent lucreaza in cadrul Institutului National de Cercetare Dezvoltare pentru Imbunatatiri Funciare Bucuresti (INCDIF „ISPIF”). A elaborat 53 lucrari stiintifice de specialitate, dintre care 14 publicate in strainatate. Este autorul unui brevet de inventie (colaborator). A obtinut doctoratul in agronomie (specialitatea Exploatarea amenajarilor de irigatii si irigarea culturilor” in anul 1997 la Universitatea de Stiinte Agronomice si Medicina
Veterinara din Bucuresti.

Ing. Florica MARDARE a absolvit Facultatea de Agricultura din cadrul Universitatii de Stiinte Agronomice si Medicina Veterinara Bucuresti in anul 1990. De la absolvire a activat in cadrul Institutului de Cercetare si Inginerie Tehnologica pentru Irigatii si Drenaje Baneasa-Giurgiu (ICITID). A elaborat un numar de peste 12 lucrari stiintifice de specialitate si 3 carti. Din anul 2006 pana in prezent isi desfasoara activitatea in cadrul Institutului National de Cercetare Dezvoltare pentru Imbunatatiri Funciare Bucuresti (INCDIF,,ISPIF”). Este membra a Asociatiei Specialistilor din Imbunatatiri Funciare si Constructii pentru Agricultura (AIFCR) si al Societatii de Istorie si Retrologie Agrara din Romania (SIRAR).
  PREFATA:
Incalzirea globala a atmosferei s-a evidentiat prin studiile efectuate pe plan international in perioada 1881 - 2005, incalzire care este diferentiata pe zone, cu o extindere mai mare pentru emisfera nordica. Intervalul cel mai calduros a fost 1988 - 2006, dintr-o perioada de 124 ani luati in studiu. Anul 2005 a fost cel mai calduros, inregistrandu-se o temperatura globala medie de 14,77 °C. Ulterior anii 2006 si 2010 au fost la fel de caldurosi.

Estimarea pe termen lung pentru apa, ca element al vietii si al mediului, a fost prezentata la cel de-al II lea Forum Mondial al Apei de la Haga, din martie 2000, destinat sa identifice cerintele de apa si resursele necesare in secolul XXI. In Platforma Tehnologica (PT 25), intitulata Apa curata (Water Supply and Sanitation, WSSTP), la sectorul de lucru TWG 4, care se refera la Apa in agricultura (Water in Agriculture), precum si in subsectorul A.1 - Agricultura irigata, se mentioneaza ca: „Urmare a schimbarilor climatice preconizate, agricultura prin amenajarile de irigatie va deveni unul dintre utilizatorii de apa cei mai importanti”. Lucrarea se integreaza din acest punct de vedere in obiectivele WSSTP - TWG 4, care conform temei „Calitatea Apei si Impactul de Mediu (tabelul 3 - Necesitatile fermierilor si cerinte de cercetare pe subsectorul Agricultura Irigata) - dezvoltarea de tehnologii de irigatie” include fertirigatia si chimirigatia iar cercetarile recomandate sunt de tip „B” - Tehnologii performante si „E” - Sisteme de solutii.

Directiva Cadru a Apei (2000/60/EC) ofera cadrul legislativ pentru protectia si imbunatatirea calitatii orcarui tip de resursa de apa. Adoptarea directivei de catre fiecare stat din UE s-a facut la finele anului 2003, estimandu-se ca efectele se pot solutiona pana in anul 2015.

Irigatia reprezinta atat o secventa tehnologica importanta in agrotehnologia plantelor de cultura, cat si cel mai important mijloc tehnic de eliminare a deficitului hidric din sol, constituind infrastructura dezvoltarii durabile. Tehnologiile de irigare au evoluat in sensul reducerii consumului de apa la plante (picurare, microaspersiune), a valorificarii superioare a apei prin reducerea pierderilor, asocierea cu alte lucrari (fertilizare, erbicidare etc.) si utilizarea altor surse de apa (uzata provenita de la animale sau din mediul rural, urban si industrial).

Factorii principali in realizarea unor productii agricole ridicate si stabile sunt urmatorii: genetici (potentialul genetic al plantei), ingrasamintele (organice si minerale), apa (precipitatii si irigatii), pedologici si climatici.

Agricultura este principala activitate desfasurata de oameni din cele mai vechi timpuri, fiind si singurul mod de asigurare a existentei. Trecerea de la dezvoltarea extensiva a agriculturii la agricultura intensiva s-a realizat in ultimul secol datorita cresterii populatiei lumii cat si a eficientei acestei activitati.

Agricultura din Romania trece printr-o perioada de transformare, in care marimea suprafetelor ce revin proprietarilor particulari este redusa si populatia care lucreaza in agricultura a depasit 44% din populatia tarii. In aceasta situatie s-au extins suprafetele cu culturi horticole, unele lucrari agricole se pot executa manual iar interesul pentru realizarea de culturi ecologice a crescut.

Intensificarea si eficientizarea agriculturii se realizeaza prin mecanizarea, chimizarea, extinderea culturilor de mare productivitate, dezvoltarea lucrarilor de imbunatatiri funciare, ameliorarea solurilor, etc.

Irigatiile constituie una din principalele mijloace prin care se poate valorifica forta de munca disponibila si contribuie la obtinerea unor productii marite in perioadele secetoase. In ultimii ani, in cursul aceluiasi an, perioadele ploioase alterneaza cu cele secetoase si de aceea plantele nu primesc apa suficienta fie la rasarire, crestere sau fructificare. Culturile agricole in procesul de crestere si fructificare au nevoie de cantitati diferite de apa pentru obtinerea de productii sigure si stabile si in multe cazuri plantele nu se pot dezvolta pentru ca apa provenita din precipitatii naturale sau freatic nu exista sau este insuficienta. De aceea, completarea necesarului de apa la planta prin diverse metode de udare, folosind sursele locale de apa existente si utilizarea de tehnologii noi de aplicarea udarii precum si tehnologii combinate, contribuie la cresterea eficientei irigatiei si la realizarea unei agriculturi durabile.

Pana la mijlocul secolului al XX-lea, irigatiile se efectuau in special prin scurgere la suprafata, dupa al doilea razboi mondial s-au extins irigatiile prin aspersiune iar in utimii ani s-a extins irigatia prin picurare, in special la culturile horticole.

Pasii ce sunt in masura sa previna viitoare crize alimentare mondiale trebuie sa includa adevarate „plase sociale eficiente”, masuri eficiente de contracarare a volatilitatii preturilor ce includ utilizarea rationala a rezervelor de hrana, investitii semnificative in modernizarea infrastructurii de irigatie si desecare-drenaj, inclusiv tehnologii moderne si tehnici de management care asigura o distributie echitabila a apei intre utilizatori, construirea unor noi sisteme de gospodarire a apelor, anticiparea corecta a impactului fenomenelor meteorologice extreme si a schimbarilor de ordin climatic (in special in domeniul agriculturii neirigate), sporirea productivitatii in cadrul exploatatiilor agricole si punerea la punct a acelor mecanisme de guvernanta echitabila care sa fie aplicate micilor fermieri in cadrul unor noi aranjamente institutionale favorabile.

Orice program de investitii, actual sau viitor, este necesar sa inceapa de la solicitarea utilizatorului de apa, cu accentul pus pe responsabilizarea acestuia.

Oricat de scazute ar fi costurile si oricate avantaje/subventii ar primi fermierul, o activitate de irigatii eficienta poate fi desfasurata doar daca sunt indeplinite cumulativ conditiile de mai jos:
- exista o structura a culturilor adecvata irigatiilor, astfel incat sa asigure un spor de productie ce acopera costurile de exploatare si asigura un profit consistent fermierului;
- existenta unei experiente/traditii in irigatii.

Ambele conditii pot fi compensate de capacitati economice. Fara aceste conditii nu se poate vorbi decat de entuziasm fara fundament, iar in cazul celor care propun irigatiile cu orice pret in perioadele secetoase este doar o manifestare demagogica. La nivelul celor implicati in sectorul irigatiilor (institutii, fermieri) este necesara recunoasterea faptului ca irigatiile nu sunt pentru toti fermierii.

Structurile agrare sunt mult schimbate fata de momentul proiectarii si executiei sistemelor de irigatii. Irigatiile reprezinta o treapta superioara in dezvoltarea fermelor, nu se poate oferi unui fermier irigatii prin sistemele ANIF, daca respectivul fermier nu a atins un nivel de dezvoltare economica care sa-i permita sa administreze irigatiile.

O alta necesitate este recunoasterea faptului ca irigatiile nu sunt obligatia Statului; nu se pot cheltui bani pentru irigatii doar ca sa se raspunda unor perceptii false ale opiniei publice si ale mass-media. Irigatiile nu trebuie sa fie introduse nici cu sila si nici anuntate ca teme electorale. Irigatiile trebuie percepute drept o componenta de business.

In perioada 1981-2006, Institutul de Cercetare si Inginerie Tehnologica pentru Irigatii si Drenaje Baneasa Giurgiu, in prezent Baza de Cercetare-Dezvoltare Baneasa Giurgiu, sucursala a Institutului National de Cercetare-Dezvoltare pentru Imbunatatiri Funciare Bucuresti, I.N.C.D.I.F.-“ISPIF” impreuna cu alte institute, statiuni si firme au conceput si experimentat instalatii de udare cu deplasare mecanizata si udare din mers, solutii tehnice care au fost brevetate, omologate si au constituit subiecte multor teze de doctorat.

Cercetarile efectuate in Romania la aceste instalatii au urmarit reducerea presiunii de lucru, imbunatatirea indicilor calitativi ai udarii, micsorarea consumului energetic, evitarea poluarii mediului, realizarea de solutii tehnice originale, sa functioneze si cu ape uzate sau conventional curate, sa ude suprafete mai mici cu texturi si culturi diferite, sa execute concomitent cu udarea si alte activitati (fertilizarea, erbicidarea, protectie la inghet, etc), sa fie simple constructiv si cu fiabilitate ridicata.

In aceasta lucrare se prezinta tehnologii moderne de udare a culturilor agricole cu cele mai importante instalatii de udare utilizate in Romania si in Uniunea Europeana.

Alegerea tehnologiei de irigare este o problema complexa, care trebuie rezolvata de specialistii din domeniu si, pentru a putea fi inteleasa, se prezinta separat fiecare tehnologie de udare si multe exemple cu tehnologii de aplicare la diverse culturi.

Lucrarea se adreseaza specialistilor din domeniile imbunatatiri funciare, agricol, mecanic, horticol, protectiei mediului, specialistilor din organizatiile utilizatorilor de apa, proprietarilor de terenuri agricole, fermierilor si studentilor din invatamantul superior agricol.

Autorii acestei lucrari au experienta in domeniul mecanizarii si automatizarii aplicarii udarilor si au fost cercetatori in cadrul laboratorului cu acelasi nume din cadrul Institutului de Cercetare si Inginerie Tehnologica, ICITID Baneasa- Giurgiu, in prezent, Baza de Cercetare-Dezvoltare, sucursala a Institutului National de Cercetare-Dezvoltare pentru Imbunatatiri Funciare, INCDIF-ISPIF Bucuresti.

Autorii multumesc celor care au facut posibila publicarea cartii.
  CUVINTE CHEIE: