Глобальное потепление сказывается на всех континентах. Фермеры совместно с учеными ищут способ минимизировать объемы поливов, чтобы сохранить водный ресурс регионов. Каким образом?
Фермер из северного региона штата Техас Боб Гранер установил на своей оросительной полумильной (более 800 м. - Ред.) машине систему PMDI (расшифровывается как точное мобильное капельное орошение) около двух лет назад. Она предусматривает установление шлангов капельного орошения вместо распылителей на поливной машине кругового или фронтального типа. В результате сочетается низкая стоимость круговых поливных машин с высокой эффективностью использования воды капельного орошения, которая достигает в системах PMDI 95%. Тогда как шланги тянутся по полю, эмиттеры распределяют воду равномерно по всей длине участка. Колеса поливной машины остаются сухими и не буксуют, а последнее чревато неравномерностью полива поля. При этом шланги не запутываются во время вращения оросительной машины.
После оборудования поливной машины системой PMDI у Боба Гранер расходы на орошение снизились почти на 30%, а урожайность повысилась не менее, чем на 20%. «Я устанавливал новую систему на машине, которой поливал 108 га, поровну разделенных на 3 участка - под пшеницу, кукурузу и пар», - пояснил фермер и добавил, что шланги капельного полива он установил с шагом в 40 дюймов (1,016 м. - Ред.). Впоследствии фермер стал делить поле на 2 сектора - под пшеницу и под кукурузу.
"Если раньше собирал пшеницы в среднем 34-37,4 ц/га, то с новой системой полива средняя урожайность превысила 46 ц/га. Средняя урожайность поздней кукурузы ранее составляла 111,1-114,3 ц/га. За последние 2 года она выросла до 133,3-139,7 ц/га" - сообщил Боб Гранер.
Теперь фермер может прекратить полив на месяц раньше, поскольку запасы воды в почве достигают нужного уровня, несмотря на то, что за год на его производственном участке выпало всего 140 мм осадков.
"В моей местности нужно 4:00, чтобы вода просочилась в почву. Поэтому когда я поливал поверхность почвы через распылители, часть воды стекала. А при поливе через шланги капельного орошения вода просачивается в почву, просто не успевая стечь или испариться. Здесь ресурсы воды ограничены: на все поле может поступить воды 1,9 м3/мин. Поэтому я должен максимально эффективно использовать ту воду, которую имею. Кстати, новая система может окупиться за 2 года или даже меньше", - поделился Б. Гранер.
То, что система PMDI стоит затрат с точки зрения экономии воды и повышения урожайности, подтверждают и соседи Боба Гранера.
Системами PMDI оборудуют свои поливные машины 2 американских производителя. Оба используют капельные шланги производства компании Netafim.
Новая технология – элемент сложной стратегии экономии воды
Эта технология помогает экономить воду и в масштабах больших территорий. На юго-западе штата Канзас орошение производится из гигантского подземного пресноводного моря Огаллала, которое частично охватывает территорию нескольких штатов. Однако сейчас оно высыхает: уровень грунтовых вод в некоторых штатах опускается на 60 см в год.
"Если в обычный год мы добываем из-под земли 300 мм влаги, то восстанавливается всего 6 мм", - говорит руководитель водного департамента штата Канзас Трейси Стритер.
Исследование Университета штата Канзас, которое длится уже 4 года, показало, что к 2060-му будут исчерпан примерно 70% водных ресурсов Огаллала. Чтобы они восстановились естественным путем, нужно будет, в зависимости от местности, от 500 до 1300 лет.
Это не стало неожиданностью для аграрных регионов, которым грозит полный упадок, ведь власти штата уже не одно десятилетие пытаются замедлить процесс истощения запасов подземных вод.
Так водный департамент Канзаса собрал самых передовых фермеров штата и разработал проект водосохраняющих ферм. Эта концепция возникла в рамках стратегии, которую сформировал губернатор штата в 2013 году. Фермы обеспечивались необходимым оборудованием, чтобы демонстрировать эффективность современных технологий орошения, не зацикливаясь на урожайности. «Это критически важно, если мы хотим усилить уверенность в будущем и ускорить внедрение новых технологий в орошении», - говорит руководитель проекта Т. Стритер.
Первый и самый большой среди участников проекта, начавшегося в прошлом году и рассчитанного на 3 года, - T&O Farms специализируется на выращивании люцерны, пшеницы, сорго, кукурузы и сои. Ее владелец Том Уиллис - генеральный директор компании, владеющей двумя заводами по производству этанола в Канзасе, зависит от поставок местного сырья - кукурузы и сорго.
"За прошедшие 3 года я вынужден был заново просверлить 2 скважины. Я хочу передать эту ферму следующим поколениям. У меня было 500 га, которые поливались 10 машинами кругового типа. Мне была выделена квота 2724 тыс. м3/год, чего недостаточно для стабильного результата. Я знал о рисках, которые возникают при уменьшении объемов использования воды. Участвуя в проекте, я хочу доказать, что могу экономить воду, не зацикливаясь на урожайности. Был разработан план по снижению расходов воды. В рамках его уменьшен забор воды на треть. В 2015-м я закачивал на каждое поле по 1615 л/мин. В 2016-м на это же поле я закачивал по 1425 л/мин. По 190 л/мин. я экономил на каждом из 8 полей", - делится Т. Уиллис.
"Если я смогу уменьшить расходы на 50% к 2018 году и выращивать такой же урожай, как сейчас, или получать такой же доход, то я поставлю цель зафиксировать расход воды на новом, сокращенном уровне. Снизив затраты воды на 50%, я смогу использовать свои ресурсы подземных вод еще 30-35 лет дополнительно", - рассказывает фермер.
План снижения расхода воды. 6 основных шагов
1. Эксперимент с переоборудованием поливных систем. 4 поля поливались круговыми оросительными машинами, оборудованными системами PMDI, а остальные 4 - такими же машинами с распылителями низкого давления.
"Круговая оросительная машина была связана со шлангами капельного полива, так как такое решение более гибко, чем просто система капельного орошения", - говорит генеральный директор Teeter Irrigation Монти Титер. Такая система, по его словам, будет стоить от 250 до 625 $/га. Это решение стоит примерно 10% стоимости стандартной системы капельного орошения и рассчитано на службу в течение 12-15 лет.
2. Установление датчиков влажности почвы. На каждом поле было установлены по 2 датчика на глубину 42 дюйма (106,7 см. - Ред.). Датчики каждые 30 минут передают информацию о развитии корневой системы, влагообмене, накопление влаги и глубине проникновения воды в почву. К этой информации есть доступ со смартфона.
3. Наблюдение за погодой. Для этого Университет штата Канзас предоставил мини-метеостанцию. Наблюдения за погодой фермер ведет вместе с исследователями университета и консультантами.
4. Бурение контрольной скважины. Это сделала Геологическая служба Канзаса, чтобы в режиме реального времени получать информацию об уровне и качестве воды.
5. Севооборот. Сейчас севооборот Тома Уиллиса состоит из кукурузы, сои, сорго и люцерны. Он планирует уменьшить площади под кукурузой и увеличить под культурами, которые требуют меньше воды. Пока фермер не отказывается от кукурузы полностью, а будет выращивать сорта с коротким сроком вегетации.
6. Мониторинг процесса. Все системы автоматически отслеживают расходы воды и уровень грунтовых вод и подключены к интернету, благодаря чему в режиме реального времени за полученными данными могут наблюдать все участники проекта.
За 2009-2013 годы уровень грунтовых вод на ферме T&O Farms снизился на 219 см. Ежегодное пополнение запасов подземных вод составляет 24 мм. Расчеты показывают, что запасов подземных вод на T&O Farms хватит на 36 лет, если использование воды не уменьшать, и на 53 года, если расходы воды снизить на 30%.
"За счет мобильного капельного орошения мы уменьшим испарения воды из почвы на 27-35% по сравнению с поливом через распылители. Это равноценно дополнительным 75 мм осадков за сезон", - утверждает исследователь Университета шт. Канзас Джонатан Агилера.
Исследователи также были удивлены влажностью почвы после завершения сезона. «С мобильным капельным орошением в почве было гораздо больше влаги, чем с поливом через распылители. Мы предполагаем, что это связано со снижением испарения», - добавил Джонатан Агилера.
Источник ПРОПОЗИЦIЯ