Tehnici moderne de irigare a culturilor agricole

  CUPRINS:
INTRODUCERE 11
Resursele de apa din Romania 11
Apele uzate folosite in fertirigarea culturilor 12
Chimirigarea culturilor agricole 16

NOTA II SPECIFICE 20

1. CONSIDERATII GENERALE PRIVIND IRIGAREA CULTURILOR 25
1.1. Importanta irigarii culturilor 25
1.2. Metode de udare 26
1.3. Dezvoltarea irigatiilor in Romania 28
1.4. Rolul instalatiilor si echipamentelor de aplicare a udarilor 29

2. TIPURI REPREZENTATIVE DE INSTALATII DE IRIGAT PRIN ASPERSIUNE REALIZATE IN TARA 31
2.1. Instalatie de udare prin aspersiune cu deplasare transversala, IAT 31
2.2. Instalatie de udare prin aspersiune cu tambur si furtun, IATF 45
2.3. Instalatie de udare prin aspersiune cu deplasare frontala, IADF 59
2.4. Instalatie de udare prin aspersiune autodeplasabila cu pivot central, IAP 63

3. CERCETARI TEORETICE CU PRIVIRE LA INSTALATIILE DE IRIGAT PRIN ASPERSIUNE CU TAMBUR SI FURTUN 73
3.1. Cercetari teoretice cu privire la instalatia hidraulica 73
3.2. Cercetari teoretice cu privire la caruciorul cu dispozitive de distributie a apei 84
3.3. Cercetari teoretice cu privire la furtunul de polietilena 90
3.4. Cercetari teoretice privind parametrii economici ai instalatiilor de udare
prin aspersiune cu tambur si furtun 93

4. CERCETARI EXPERIMENTALE PRIVIND INSTALATIILE DE IRIGAT PRIN ASPERSIUNE CU TAMBUR SI FURTUN REPREZENTATIVE 98
4.1. Mini instalatie de irigat prin aspersiune cu tambur si furtun, MINI -IATF 98
4.2. Instalatie de irigat prin aspersiune cu tambur si furtun, IATF - 75 111
4.3. Instalatie de irigat prin aspersiune cu tambur si furtun,
modernizata, IATF - 300 M 123

5. CERCETARI EXPERIMENTALE PRIVIND PARAMETRII INSTALATIILOR DE IRIGAT PRIN ASPERSIUNE CU TAMBUR SI FURTUN 134
5.1. Analiza parametrilor grupurilor de actionare hidraulica utilizate la instalatiile de irigat prin aspersiune cu tambur si furtun 134
5.2. Analiza parametrilor dispozitivelor de distributie a apei folosite la instalatiile de irigat prin aspersiune cu tambur si furtun 139
5.3. Analiza parametrilor furtunurilor utilizate la instalatiile de irigat prin aspersiune cu tambur si furtun 146
5.4. Analiza parametrilor pompelor dozatoare utilizate la injectia ingrasamintelor in instalatiile de irigat prin aspersiune cu tambur si furtun 149

6. ANALIZA MASURILOR MENITE SA OPTIMIZEZE APLICAREA IRIGATIILOR 150
6.1. Planificarea si avertizarea udarilor 150
6.2. Programarea udarilor in cazul irigatiei optimale si deficitare 154
6.3. Planificarea si avertizarea udarilor in plotul de irigatie 158
6.4. Analiza si masuri de optimizare a tehnologiilor agriculturii irigate 167
6.5. Recomandari privind alegerea instalatiilor de irigare 171

7. TEHNOLOGII DE FERTIRIGARE CU DIFERITE INSTALATII DE UDARE 175
7.1. Aplicarea ingrasamintelor cu instalatia de udare prin picurare, IUP, echipata cu picuratoare 175
7.2. Aplicarea ingrasamintelor cu instalatia de irigare cu tambur si furtun, IATF, echipata cu rampa si duze/furtunuri 177
7.3. Aplicarea ingrasamintelor cu instalatia de irigare cu pivot central, IAP, echipata cu sistem de udare la presiune joasa 181
7.4. Aplicarea ingrasamintelor cu instalatia de irigare cu deplasare frontala, IADF, echipata cu sistem de udare la presiune joasa. 185

8. SISTEME DE UDARE LA PRESIUNI JOASE 189
8.1. Sistemul de udare la joasa presiune-LEPA, ce echipeaza instalatiile cu pivot central sau deplasare frontala 189
8.2. Sistemul de udare la joasa presiune-LESA, ce echipeaza instalatiile cu pivot central sau deplasare frontala 191
8.3. Sistemul de udare la joasa presiune-MESA, ce echipeaza instalatiile cu pivot central sau deplasare frontala 192
8.4. Sistemul de udare la joasa presiune-LPIC, ce echipeaza instalatiile cu pivot central sau deplasare frontala 192
8.5. Sistemul de udare la presiune joasa, ce echipeaza instalatiile cu tambur si furtun 193

9. TEHNICA SI TEHNOLOGIE DE MODELARE A SUPRAFETEI SOLULUI PENTRU STOCAREA UNIFORMA A APEI DIN PRECIPITATII 195
9.1 Relatii de calcul 198
9.2 Scheme tehnologice de lucru 199

10. CONCLUZII, RECOMANDARI SI CONTRIBUTII 202
10.1. Concluzii generale 202
10.2. Recomandari 203
10.3. Contributii personale 204
10.4. Aplicarea udarii folosind instalatia de irigare prin aspersiune cu pivot central, simbol IAP - 300 205
10.5. Instalatie de irigare prin aspersiune cu deplasare frontala si udare din mers alimentata prin furtun de la hidrant, simbol I.A.D.F. 207
10.6. Instalatie de irigare prin aspersiune cu tambur si furtun,actionata cu motor termic, simbol I.A.T.F. - echipata cu rampa 210
10.7. Instalatia de udare prin picurare, IUP 212

BIBLIOGRAFIE 216

ABSTRACT 220
  PREZENTARE:
“Irigatia in multe tari este o arta veche, tot asa de veche ca si civilizatia, insa pentru lumea intreaga ea este o stiinta moderna, stiinta supravietuirii”

N.D. Gulhati
  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 foarte calduros, incepand din anul 1880, cu o temperatura globala medie de 14,77 °C iar anii 2006 si 2012 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 in interiorul fiecarui stat din UE s-a facut la finele anului 2003, estimandu-se ca efectele se pot solutiona pana in anul 2015.

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 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.

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 si debitului 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 uzate, 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 cadrul Institutului de Cercetare si Inginerie Tehnologica pentru Irigatii si Drenaje- I.CI.T.I.D. Baneasa Giurgiu in perioada 1981-2006 au fost cercetate si omologate mai multe tehnici si tehnologii de distributie a apei la plante, la care urmatoarele echipe de specialisti au avut contributii importante.

Cercetarile au fost efecuate impreuna cu alte institute sau statiuni de cercetare agricola. In acest sens putem mentiona : Institutul National de Cercetare -Dezvoltare pentru Masini si Instalati destinate Agriculturii si Industriei Alimentare -INMA Bucuresti, CERITEX Brasov, IMA SEMANATOAREA Bucuresti, IMAIA Bals, IMAIA Arad, MECANICA MARIUS Cluj Napoca, ICDIMPH-HORTING Bucuresti, SCDPP Constanta, INOE 2000-IHP Bucuresti, SCDVV Dragasani, SCDA Constanta, SCPC Marsani, INCDPAPM-ICPA Bucuresti, Institutul National de Cercetare - Dezvoltare Agicola - INCDA Fundulea .

Solutiile tehnice cercetate au constituit subiectul a peste 20 de inventii obtinute, omologarea a 10 tipuri de instalatii si echipamente si obtinerea a 15 teze de doctorat de catre cercetatorii din cadrul institutului.

Oferta de instalatii de udare pe piata romaneasca a crescut dupa anul 1990 iar pentru ca acestea sa fie exploatate eficient trebuie sa se aplice tehnologii care sa permita utilizarea instalatiilor la parametrii optimi, respectand interrelatia sol-apa-planta.

In aceasta lucrare se prezinta cercetari privind tehnica si tehnologiile de udare la cele mai importante instalatii de udare utilizate in Romania cat si in Uniunea Europeana.

Alegerea tehnicii de irigare este o problema complexa, care trebuie rezolvata de specialistii din domeniu si, pentru a putea fi inteleasa, se prezinta separat fiecare instalatie/metoda 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, fiind 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: