Navodnjavanje

Iz Vikipedije, slobodne enciklopedije
Idi na: navigaciju, pretragu
Navodnjavanje

Navodnjavanje predstavlja hidrotehničku meru za poboljšanje fizičkih osobina zemljišta dodavanjem vode, kako bi se postigla optimalna vlaga za vreme vegetacije i tako postigao optimalan prinos.[1][2] Navodnjavanje se sprovodi tokom jednog dela vegetacije ili tokom celog vegetacijskog perioda. Voda se koristi iz vodenih tokova, veštačkih jezera, izvora ili iz prečišćenih otpadnih voda. Prema načinu pretvaranja toka vode u kapilarnu vodu u zemljištu, postoje tri metode navodnjavanja: površinsko, podzemno i kišenje (orošavanje).[3]

Sistemi za navodnjavanje[uredi]

Kap po kap[uredi]

Sistem „kap po kap“ radi po principu ravnomernog i sporog navodnjavanje korena biljaka,[4] kojim se postiže često navodnjavanje sa malom količinom vode i konstantnim nivoom vlažnosti zemljišta.[5] Koristi se za različite poljoprivredne kulture, sa nadzemnim ili podzemnim razvojem instalacije.[6] Područje natopljeno kapljačem zavisi od protoka vode i tipa zemljišta, odnosno njegove propusnosti. Željena površina natapanja reguliše se tipom kapljača i razmakom između kapaljki.[5] Ovaj sistem ima više prednosti u odnosu na navodnjavanje rasprskivačima. Voda je efikasno iskorišćena, pošto se dodaje samo tamo gde je potrebna, u neposrednu blizinu korena biljke. Nagle promene u vlažnosti vazduha, nemaju negativni uticaj na biljke. Ne zaliva se okolna površina, čime je smanjena mogućnost pojave korova. Sistem je relativno jeftin i lak za instalaciju, te ne zahteva posebno održavanje, osim pravilnog regulisanja režima rada i dodavanje vode.[4]

Istorija[uredi]

Irigacija na životinjski pogon, Gornji Egipat, oko 1846. godine

Arheološka istraživanja su našla evidenciju za postojanje irigacije na mestima gde prirodne padavine nisu bile dovoljne za uzgajanje useva. Irigacija na godišnjoj bazi je bila praktikovana u Mesopotamijskoj ravni, gde su usevi bili regularno navodnjavani tokom uzgojne sezone dovođenjem vode kroz mrežu malih kanala formiranih na polju.[7] Drevni Egipćani su praktikovali slivnu irigaciju koristeći poplave Nila za poplavljivanje zemljišnih parcela koje su bile okružene nasipima. Poplavna voda se držala sve dok se plodni sediment ne bi istaložio i zatim bi se višak vratio u vodotok.[8] Postoji evidencija da je stari Egipatski faraon Amenemhet III iz dvanaeste dinastije (oko 1800 p. n. e.) koristio prirodno jezero u Fajumskoj oazi kao rezervoar za čuvanje viška vode za upotrebu tokom sušnih sezona. Jezero je punjeno svake godine poplavnim vodama Nila.[9]

Mladi inženjeri restauriraju i razvijaju stari Mogulski irigacioni sistem tokom vladane cara Bahadura Šaha II

Dravni Nubijci su razvili formu irigacije koristeći uređaj sličan vodenom točku zvani sakia. Sa irigacijom se počelo u Nubiji u periodu između trećeg i drugog milenijuma p. n. e.[10] U velikoj meri je zavisila od poplavnih voda koje bi prolazile kroz reku Nil i druge reke u sadašnjem Sudanu. [11]

Irigacija u Tamil Nadu, Indija

U podsaharskoj Africi irigacija je dosegla kulture i civilizacije regiona reke Nigera do prvog i drugog milenijuma p. n. e, i bila je bazirana na vlažnim sezonama poplava i sakupljanu vode.[12][13]

Terasna irigacija je evidentna u prekolumbijskoj Americi, ranoj Siriji, Indiji i Kini.[8] U Zana dolini Anda u Peruu, arhaeolozi su našli ostatke tri irigaciona kanala. Oni su radiougljenično datirani na period 4. milenijuma p. n. e., 3. milenijuma p. n. e. i 9. veka. Ovi kanali su najstarija evidencija primene navodnjavanja u Novom svetu. Tragovi kanala koji verovatno potiču iz 5. milenijuma p. n. e. su nađeni ispod kanala iz 4. milenijuma p. n. e.[14] Sofistikovanu irigaciju i sisteme za čuvanje vode je bila razvila civilizacija doline Inda u današnjem Pakistanu i Severnoj Indiji, uključujući rezervoare kod Girnara iz oko 3000. p. n. e. i ranog irigacionog sistema kanala iz oko 2600. p. n. e.[15][16] Poljoprivreda velikih razmera je praktikovana i ekstenzivna mreža kanala je korištena za navodnjavanje.

Kina[uredi]

Unutrašnjost karez tunela u Turpanu, Sinkjang, Kina

Najstariji poznati hidraulički inžinjeri Kine su bili Suenšu Ao (6. vek p. n. e.) iz perioda Proljeća i Jeseni i Simen Bao (5. vek p. n. e.) iz perioda zaraćenih država, oba od kojih su radili na velikim irigacionim projektima. U Sičuan regionu koji je pripadao državi Đin drevne Kine, Duđengianski irigacioni sistem koji je razvio Đinski kineski hidrolog i irigacioni inženjer Li Bing je bio izgrađen 256. p. n. e. radi navodnjavanja ogromne poljoprivredne oblasti, koju ovaj sistem i danas snabdeva vodom.[17] Do 2. veka, tokom dinastije Han, Kinezi su isto tako koristili lančane pumpe koje su podizale vodu sa nižih elevacija na više.[18] One su bile pokretane manualno nožnim pedalama, hidrauličkim vodeničkim kolima, ili rotirajućim mehaničkim točkovima koje su vukli volovi.[19] Voda je korištena za javne radove snabdevanja vodom urbanih stambenih četvrti i dvorskih bašti, ali najviše za navodnjavanje obradivog zemljišta kanalima.[20]

Koreja[uredi]

U 15. veku u Koreji je 1441. došlo do izuma prvog merača kiše na svetu, uryanggye (korejski:우량계). Izumitelj je bio Žang Jeong-sil, korejski inženjer iz dinastije Čoson, pod aktivnim nadzorom kralja, Sedžona Velikog. Ovi uređaji su bili instalirani u rezervoarima za navodnjavanje kao deo nacionalnog sistema za merenje i sakušljanje kišnice za poljoprivredne svrhe. Pomoću ovog instrumenta, planeri i farmeri su mogli da bolje iskoriste informacije prikupljene u istraživanju.[21]

Severna Amerika[uredi]

Irigacioni jarak u okrugu Montur (Pensilvanija)

Najraniji poznati poljoprivredni sistem kanala za navodnjavanje u Sjedinjenim Državama potiče iz perioda između 1200 p. n. e. i 800 p. n. e. i otkriven je u Marani, Arizona (u blizini Tusona) 2009. godine.[22] Ovaj sistem irigacionih kanala predatira Hohokamsku kulturu za dve hiljade godina i pripadao je jednoj neidentifikovanoj kulturi. U Severnoj Americi, Hohokami su bili jedina kultura za koju je poznato da je zavisila od irigacionih kanala za navodnjavanje svojih useva, i njihovi irigacioni sistemi su podržavali najveću populaciju na jugozapadu kontinenta do 1300. Hohokami su konstruisali asortiman jednostavnih kanala u kombinaciji sa branama u različitim poljoprivrednim potezima. Između 7. i 14. veka izgradili su i održavali velike mreže za navodnjavanje duž nižeg dela reke Sal i srednjeg dela reke Gil, koji su po složenosti uporedivi sa onima koji su korišteni u drevnim Bliskom istoku, Egiptu i Kini. Oni su konstruisani korišćenjem relativno jednostavnih alata za iskopavanje, bez korišćenja naprednih inženjerskih tehnologija, i ostvarivani su padovi od nekoliko metara po milji, uravnotežavajući eroziju i siltaciju. Hohokami su kultivirali niz sorti pamuka, duvana, kukuruza, pasulja i tikvi, a žnjali su i asortiman divljih biljaka. U kasnijem periodu hronološke sekvence Hohokama, oni su takođe koristili ekstenzivne suve uzgojne sisteme, prvenstveno za uzgoj agave za hranu i vlakna. Njihovo oslanjanje na poljoprivredne strategije zasnovane na kanalima za navodnjavanje, koje su vitalne u njihovom manje gostoljubivom pustinskom okruženju i sušnoj klimi, pružile su osnovu za agregaciju ruralnog stanovništva u stabilne urbane centre.[23]

Sadašnji stepen[uredi]

Irigacija zemljišta u Pandžabu (Pakistan)

Godine 2000, 2.788.000 km² (689 miliona ari) plodnog zemljišta je bilo opremljeno sa irigacionom infrastrukturom širom sveta. Oko 68% ovih površina je u Aziji, 17% u Amerikama, 9% u Evropi, 5% u Africi i 1% u Okeaniji. Najveće neprekidne oblasti sa visokom irigacionom gustinom su:

Manje irigacione oblasti su prisutne u skoro svim naseljenim oblastima sveta.[24]

Godine 2008. je površna navodnjavanog zemljišta dosegla procenjeni novo od oko 3.245.566 km², što je skoro jednako ukupnoj površini Indije.[25]

Tipovi irigacije[uredi]

Postoji nekoliko metoda irigacije. Oni variraju po načinu na koji se voda isporučuje biljkama. Cilj je da se voda primjenjuje na biljke što je ravnomernije moguće, tako da svaka biljka ima potrebnu količinu vode, ni previše ni premalo.

Površinska irigacija[uredi]

Slivna poplavna irigacija pšenice

Površinska irigacija je najstarija forma irigacije, koja je bila korištena hiljadama godina. U površinskim irigacionim sistemima, voda se kreće preko površine poljoprivrednog zemljišta, da bi ovlažila i infiltrirala zemljište. Površinska irigacija se može podeliti u brazdastu, granično prelaznu ili slivnu irigaciju. Ona se često naziva poplavnom irigacijom kad je irigacija rezultat plavljenja ili bliskog plavljenja obradivog zemljišta. Istorijski, to je bio najzastušljeniji metod navodnjavanja poljoprivrednog zemljišta i još uvek se koristi u mnogim delovima sveta.

Tamo gde to nivoi vode iz izvora navodnjavanja dozvoljavaju, nivoi se kontrolišu nasipima, obično učvršćenim zemljom. Ovo se često vidi na terasastim pirinčanim poljima, gde se ova metoda koristi za poplavu ili kontrolu nivoa vode u svakom odvojenom polju. U nekim slučajevima voda se pumpa ili podiže ljudskom ili životinjskom snagom do nivoa zemlje. Efikasnost upotrebe vode za površinsko navodnjavanje je obično niža od drugih oblika navodnjavanja.

Irigacija poplavljenog stambenog područja u Feniksu, Arizona

Površinska irigacija se koristi i za navodnjavanje travnjaka u pojedinim oblastima, na primer, u i okokoni Finiksa, Arizona. Irigaciona oblast je okružena nasipima i voda se isporučuje prema rasporedu koji je postavio lokalni okrug za navodnjavanje.[26]

Mikroirigacija[uredi]

Navodnjavanje kapanjem – dejstvo mlaznice za kapanje

Mikroirigacija, koja se ponekad naziva lokalizovanom irigacijom, irigacijom niskih zapremina, ili curećom irigacijom je sistem u kome se voda distribuira pod niskim pritiskom kroz mrežu cevi, po unapred određenom redosledu, i primenjuje u obliku malih ispuštanja za svaku biljku ili u njenog blizini. U ovu kategoriju irigacionih metoda spada tradicionalno navodnjavanje kapanjem individualnim emiterima, podpovršinska kapajuća irigacija, navodnjavanje mikroprskanjem, i navodnjavanje mini fontanskim uređajem.[27]

Navodnjavanje kapanjem[uredi]

Raspored i delovi sistema za navodnjavanje kapanjem
Mikro-prskalica

Nakapljavajuća (ili mikro) irigacija, takođe poznata kao vlažeća irigacija, funkcioniše kao što njeno ime sugeriše. U ovom sistemu voda pada kap po kap neposredno na poziciju korena. Voda se isporučuje na ili u blizini zone korena biljki, kap po kap. Ovaj metod može da bude najefektivniji metod irigacije u smislu potrošnje vode,[28] ako se koretno sprovodi, jer se minimizuju evaporacija i odlivi. Vodena efikasnost u polju pri primeni navodnjavanja kapanjem je tipično u opsegu od 80 do 90 procenata kad se adekvatno primenjuje.

U modernoj poljoprivredi, navodnjavanje kapanjem se često kombinuje sa plastičnim zagrtanjem, čime se dalje redukuje evaporacija, i isto tako je način isporuke đubriva. Taj proces je poznat kao fertigacija.

Duboka perkolacija, gde se voda pomera ispod zone korena, može se javiti ako se sistem za nakapljavanje previše dugo koristi ili ako je brzina isporuke vode previsoka. Metode navodnjavanja kapljanjem variraju od veoma visokotehnoloških i računarskih do nisko tehnoloških i radno intenzivnih. Obično su potrebni niži pritisci vode nego kod većine drugih tipova sistema, sa izuzetkom pivotnih sistema sa niskim energetskim centrima i sistema za površinsko navodnjavanje, a sistem može da bude dizajniran za uniformnu raspodelu po čitavom polju ili za preciznu isporuku vode do pojedinačnih biljki u pejzažu koji sadrže mešavinu biljnih vrsta. Mada je teško regulisati pritisak na strmim padinama, dostupni su emiteri sa kompenzatorima pritiska, tako da polje ne mora da bude u jednom nivou. Visoko tehnološka rešenja uključuju precizno kalibrisane emitere locirane duž linija cevovoda koji se rasprostiru počevši od kompjuterizovanog seta ventila.

Navodnjavanje prskalicom[uredi]

Prskalice useva u blizini Rio Viste (Kalifornija)
Pokretna prskalica kod Milets farm centra, Oksfordšir, Ujedinjeno Kraljevstvo

U „prskaličnom” ili nadzemnom navodnjavanju voda se dovodi do jedne ili više centralnih lokacija unutar polja i distribuira se preko prskalica ili pištolja pod visokim pritiskom. Sistem koji koristi prskalice, sprejeve ili pištolje montirane iznad useva na permanentno instaliranim podizačima se često naziva irigacionim sistemom „čvrstog seta”. Prskalice pod povišenim pritiskom koje rotiraju se nazivaju rotorima i pokreću se pomoću zupčanika, ili impaktnim mehanizmom. Rotori mogu da budu dizajnirani tako da se potrivaju ceo ili deo kruga. Pištolji su slični rotorima, izuzev što oni generalno funkcionišu pod veoma visokim pritiscima od 275 do 900 kPa i protocima od 3 do 76 L/s, obično sa mlaznicama prečnika od 10 do 50 mm. Pištolji se osim irigacije imaju industrijske primene kao što je supresija prašine i seča drveta.

Prskalice isto tako mogu da budu montirane na pokretnim platformama povezanim sa izvorom vode crevom. Automatsko pokretanje sistema na točkovima je poznato kao pokretne prskalice i može se koristiti za novodnjavanje površina kao što su male farme, sportska polja, parkovi, pašnjaci, i groblja. U većini slučajeva se koristi dugačko polietilensko crevo namotano na čeličnim koturima. Pošto je crevo namotano na kotur koji se pokreće vodom za navodnjavanje ili malim gasnim motorom, prskalica se povlači duž polja. Kad prskalica stigne nazad, sistem se isključuje. Ovaj tip sistema je poznat kao pokretni irigacioni sistem „vodenog točka” i on se ekstenzivno koriste za supresiju prašine, irigaciju, rasprostiranje otpadne vode po zemljišnoj površini.

Drugi pokretni sistemi koriste ravno gumeno crevo koje se vuče iza platforme sa prskalicama, koja se povlači kablom.

Reference[uredi]

  1. Snyder, R. L.; Melo-Abreu, J. P. (2005). „Frost protection: fundamentals, practice, and economics” (PDF). Food and Agriculture Organization of the United Nations. ISSN 1684-8241. 
  2. Williams, J. F.; S. R. Roberts; J. E. Hill; S. C. Scardaci; G. Tibbits. „Managing Water for 'Weed' Control in Rice”. UC Davis, Department of Plant Sciences. Arhivirano iz originala na datum 2007-04-03. Pristupljeno 2007-03-14. 
  3. „Arid environments becoming consolidated”. Pristupljeno 2012-06-19. 
  4. 4,0 4,1 Skala grin: Kap po kap, Pristupljeno 19. 1. 2013.
  5. 5,0 5,1 Eurodip: Kap po kap, Pristupljeno 19. 1. 2013.
  6. Metalik-plast: Sistem za navodnjavanje kap po kap, Pristupljeno 19. 1. 2013.
  7. Hill, Donald: A History of Engineering
  8. 8,0 8,1 p19 Hill
  9. „Amenemhet III”. Britannica Concise. Pristupljeno 2007-01-10. 
  10. G. Mokhtar (1981-01-01). Ancient civilizations of Africa. Unesco. International Scientific Committee for the Drafting of a General History of Africa. str. 309. ISBN 9780435948054. Pristupljeno 2012-06-19 — preko Books.google.com. 
  11. Bulliet, Richard; et al. (2008-06-18). The Earth and Its Peoples, Volume I: A Global History, to 1550. Books.google.com. стр. 53—56. ISBN 978-0-618-99238-6. Приступљено 2012-06-19. 
  12. „Traditional technologies”. Fao.org. Приступљено 2012-06-19. 
  13. „Africa, Emerging Civilizations In Sub-Sahara Africa. Various Authors; Edited By: R. A. Guisepi”. History-world.org. Приступљено 2012-06-19. 
  14. TD, Dillehay; et al. (2005). „Preceramic irrigation canals in the Peruvian Andes”. Proceedings of the National Academy of Sciences. 102 (47): 17241—4. PMC 1288011Slobodan pristup. PMID 16284247. doi:10.1073/pnas.0508583102. 
  15. Rodda, J. C. and Ubertini, Lucio (2004). The Basis of Civilization – Water Science? pp. 161. International Association of Hydrological Sciences (International Association of Hydrological Sciences Press 2004).
  16. „Ancient India Indus Valley Civilization”. Minnesota State University "e-museum". Pristupljeno 2007-01-10. 
  17. China – history. Encyclopædia Britannica,1994 edition. 
  18. Needham, Joseph (1986). Science and Civilization in China: Volume 4, Physics and Physical Technology, Part 2, Mechanical Engineering. Taipei: Caves Books Ltd. Pages 344-346.
  19. Needham, Volume 4, Part 2, 340-343.
  20. Needham, Volume 4, Part 2, 33, 110.
  21. Baek, Seok-gi (1987). Jang Yeong-sil 장영실. Woongjin Wiin Jeon-gi 웅진위인전기 11. Woongjin Publishing Co., Ltd. 
  22. „Earliest Canals in America - Archaeology Magazine Archive”. 
  23. James M. Bayman, "The Hohokam of Southwest North America." Journal of World Prehistory 15.3 (2001): 257-311.
  24. Siebert, S.; J. Hoogeveen; et al. (2006-11-10). „The Digital Global Map of Irrigation Areas – Development and Validation of Map Version 4” (PDF). Tropentag 2006 – Conference on International Agricultural Research for Development. Bonn, Germany. Pristupljeno 2007-03-14. 
  25. The CIA World Factbook, Pristupljeno 2011-10-30 
  26. „Flood Irrigation Service”. City of Tempe, Arizona. Pristupljeno 29. 7. 2017. 
  27. Frenken, K. (2005). Irrigation in Africa in figures – AQUASTAT Survey – 2005 (PDF). Food and Agriculture Organization of the United Nations. ISBN 978-92-5-105414-7. Pristupljeno 2007-03-14. 
  28. Provenzano, Giuseppe (2007). „Using HYDRUS-2D Simulation Model to Evaluate Wetted Soil Volume in Subsurface Drip Irrigation Systems”. J. Irrig. Drain Eng. 133 (4): 342—350. doi:10.1061/(ASCE)0733-9437(2007)133:4(342). 

Literatura[uredi]

  • China – history. Encyclopædia Britannica,1994 edition. 
  • Bulliet, Richard; et al. (2008-06-18). The Earth and Its Peoples, Volume I: A Global History, to 1550. Books.google.com. стр. 53—56. ISBN 978-0-618-99238-6. Приступљено 2012-06-19. 
  • G. Mokhtar (1981-01-01). Ancient civilizations of Africa. Unesco. International Scientific Committee for the Drafting of a General History of Africa. стр. 309. ISBN 9780435948054. Приступљено 2012-06-19 — преко Books.google.com. 
  • Elvin, Mark. The retreat of the elephants: an environmental history of China (Yale University Press, 2004)
  • Hallows, Peter J., and Donald G. Thompson. History of irrigation in Australia ANCID, 1995.
  • Howell, Terry. "Drops of life in the history of irrigation." Irrigation journal 3 (2000): 26-33. the history of sprinker systems online
  • Hassan, John. A history of water in modern England and Wales (Manchester University Press, 1998)
  • Vaidyanathan, A. Water resource management: institutions and irrigation development in India (Oxford University Press, 1999)

Часописи[uredi]

  • Irrigation Science, ISSN 1432-1319 (electronic) 0342-7188 (paper), Springer
  • Journal of Irrigation and Drainage Engineering, ISSN 0733-9437, ASCE Publications
  • Irrigation and Drainage, ISSN 1531-0361, John Wiley & Sons, Ltd.

Spoljašnje veze[uredi]

Javno vlasništvo Ovaj članak uključuje tekst iz publikacije koja je sada u javnom vlasništvuChisholm, Hugh, ur. (1911). „Irrigation”. Encyclopædia Britannica (11. izd.). Cambridge University Press.