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Moderne Landwirtschaft
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Der Autor ist außerordentlicher Professor in der Abteilung für biologische Systemtechnik des Forschungs- und Erweiterungszentrums für bewässerte Landwirtschaft in Prosser, Washington
LEPA wird bei einer Reihenkultur mit Schleppsocken verwendet, um die Erosion an den Furchendeichen zu minimieren, die die Wasserbewegung in den Furchen begrenzen.
Als Center Pivots zum ersten Mal eingeführt wurden, verwendeten sie Hochdrucksprinkler auf dem Rohr. Diese Sprinkler benötigten 40 bis 60 Pfund pro Quadratzoll (psi), um richtig zu funktionieren, waren 20 bis 30 Fuß voneinander entfernt, und die Effizienz der Bewässerungsanwendung betrug etwa 60 Prozent, gemessen durch Catch-Can-Tests.
Gegenwärtig verwenden die meisten Center Pivots eine Sprühapplikation in mittlerer Höhe (MESA). Diese Sprinkler verwenden typischerweise 15 bis 20 psi Druckregler, sind mit etwa 10 Fuß viel enger beieinander angeordnet, und die Effizienz der Bewässerungsanwendung wird routinemäßig mit etwa 80 bis 85 Prozent gemessen.
Low Energy Precision Application (LEPA) und Low Elevation Spray Application (LESA) gehen noch einen Schritt weiter, um Druckregler mit 6 bis 10 psi zu verwenden, die Sprinklertropfen sind 5 Fuß oder weniger voneinander entfernt und die Effizienz der Bewässerungsanwendung wird auf etwa 96 verbessert Prozent gemessen durch Catch-Can-Tests ohne Pflanzenschutzdach. Das Absenken der Sprinklertropfen erhöht die Effizienz und verbraucht weniger Energie; es sind jedoch mehr Tropfen erforderlich, um das Wasser gleichmäßig zu verteilen.
LEPA ist eine Modifikation der Sprinklerkonfiguration mit zentralen Drehpunkten oder linearen Bewegungen, die Verdunstungs- und Windabdriftverluste minimiert, indem das Wasser mit sehr niedrigem Druck direkt auf die Bodenoberfläche geleitet (getropft) wird, wodurch erhebliche Pumpenergie und Wasser eingespart werden.
LESA ist eine ähnliche Modifikation, verwendet jedoch einen aufgehängten Sprinkler oder Sprühkopf, um das Wasser zu verteilen, um es etwas gleichmäßiger als LEPA aufzutragen, und lässt dem Wasser auch mehr Zeit, in den Boden einzudringen. Infolgedessen hat es im Vergleich zu LEPA weniger Probleme mit Ungleichmäßigkeit, Pflanzenkeimung oder mit Pfützenbildung und Abfluss. Es kann daher flexibler als LEPA mit einer großen Vielfalt von Feldfrüchten, Reihenausrichtungen und Bodenbearbeitungssystemen sein.
LESA in einem Maisfeld. Der enge Abstand eliminiert typische Gleichmäßigkeitsprobleme mit MESA bei größeren Abständen, da die Überdachung das Aufbringungsmuster stört. Obwohl die Überdachung die Köpfe regelmäßig hochhielt, wurden keine merklichen Gleichmäßigkeitsprobleme beobachtet, obwohl die Reihen nicht in einem Kreis gepflanzt wurden.
Gemessene Wassereinsparung
Es wurden Tests mit Auffangbehältern durchgeführt, um die Unterschiede in der Bewässerungseffizienz und Gleichmäßigkeit von MESA gegenüber LESA zu bewerten. Diese Tests wurden 10 verschiedene Male unter verschiedenen Wetterbedingungen durchgeführt, und die Dosen wurden so eingegraben, dass die Dosenöffnungen auf gleicher Höhe mit der Bodenoberfläche waren. Bei diesen Experimenten wurden durchschnittlich 81 Prozent des Wassers, das die MESA-Düsen verließ, in den Auffangbehältern gesammelt.
Im Vergleich dazu wurden durchschnittlich 96 Prozent des Wassers, das die LESA-Düsen verließ, in den Auffangbehältern gesammelt. Diese Unterschiede waren statisch signifikant und führten dazu, dass mit LESA im Vergleich zu MESA 18 Prozent mehr Wasser den Boden erreichte. Diese Unterschiede werden wahrscheinlich sogar noch größer sein, wenn die LEPA- oder LESA-Sprinkler innerhalb eines Pflanzendachs betrieben werden.
Die LESA-Sprinkler hatten eine messbar schlechtere Verteilungsgleichmäßigkeit. Dies kann jedoch von untergeordneter Bedeutung sein, da die Sprinkler nahe genug beieinander liegen, dass die Fähigkeit des Bodens, Wasser seitlich zu bewegen, und die Fähigkeit der Pflanzenwurzeln, in Richtung Wasser zu wachsen, diesen Mangel an Gleichmäßigkeit in kleinem Maßstab ausgleichen können. Es könnte damit verglichen werden, wie eine benetzte Furche alle 5 Fuß (Bewässerung jeder zweiten Reihe in einem Abstand von 30 Zoll) eine Reihenkultur angemessen bewässern kann. Tief verwurzelte Pflanzen wie Luzerne sind besonders widerstandsfähig gegenüber einer ungleichmäßigen Wasserverteilung, wenn die Schwankung in einem kleinen Maßstab wie bei LEPA oder LESA erfolgt.
Es bestehen Einschränkungen
LEPA und in geringerem Maße LESA bringen die gleiche Wassermenge in einem kleineren Radius und in kürzerer Zeit als bei einem Drehdurchgang auf den Boden auf. Folglich ist das Risiko des Wasserabflusses auf Feldern mit steilen Hängen und dichten Böden erhöht, wo der Abfluss bereits ein Problem darstellt. Diese Arten von Feldern sollten wahrscheinlich nicht auf LEPA oder LESA umgestellt werden, ohne zuerst Änderungen an den Praktiken der Bodenbearbeitung oder des Rückstandsmanagements vorzunehmen, die das erhöhte Abflusspotenzial begrenzen. Der geringere Durchfluss pro Sprinkler bedeutet auch, dass kleinere Düsengrößen im gesamten Drehpunkt verwendet werden. Diese können leichter verstopfen, es sei denn, das Wasser wird auf kleinere Schmutzpartikel im Wasser gefiltert.
LEPA wird auf Minze verwendet. Dieses Setup ermöglicht bei Bedarf eine Rückwandlung zu MESA für eine bessere Keimung der Ernte.
Positive Testergebnisse
LEPA und LESA werden in Kansas und Texas seit fast 20 Jahren erfolgreich eingesetzt. Dies wurde durch die sehr akute Wasserknappheit getrieben, die sie in diesen Gebieten haben. Mehr Wasser pro gepumpter Gallone in den Boden zu bringen, führt zu verbesserten Erträgen und höheren Gewinnen.
Versuche und Demonstrationsprojekte wurden in den letzten vier Jahren im pazifischen Nordwesten durchgeführt. In vielen dieser Versuche wurde die letzte Spanne eines Drehpunkts zu Vergleichszwecken mit dem Rest des Drehpunkts in LESA oder LEPA umgewandelt. Zu den angebauten Feldfrüchten gehörten:Lieschgrasheu, Luzerne, Grassamen, Bohnen, Minze, Silomais, Gerste, Kartoffeln und Weizen. Den Feldfrüchten wurde kein beobachtbarer Schaden zugefügt, indem die Sprinklerköpfe durch irgendeine der Feldfrüchte gezogen wurden.
Das Feedback der Erzeuger war überwiegend positiv. Fast alle, die es auf ihren Farmen demonstriert gesehen haben, weiten den Einsatz von LESA oder LEPA aus. Besonders in Idaho, wo es eine gerichtlich angeordnete Kürzung der Wasserrechte gegeben hat, beginnen Erzeuger damit, Pivots auf LESA umzustellen. Minzzüchter haben auch ihre Pivots auf LEPA umgestellt, da ein zusätzlicher Vorteil höherer Minzölerträge besteht, die wahrscheinlich darauf zurückzuführen sind, dass Wasser aus Sprinkleranlagen Minzöl von den Pflanzenblättern wäscht.
In Gebieten, in denen die Böden besonders sandig sind (weniger in der Lage, Wasser seitlich im Boden zu bewegen) und / oder wenn Pflanzen mit besonders flachen Wurzelzonen angebaut werden, kann es erforderlich sein, einen engeren Abstand (2,5 bis 3 Fuß) zwischen ihren Sprinklertropfen zu verwenden . Die LESA Sprinkler-Sprühplatte ist einfach zu wechseln. Oft müssen sie nur auf den Kopf gestellt werden, um eine andere Platte dem Strahl aus der Düse auszusetzen; dies erweitert den benetzten Radius. Ein anderer Ansatz besteht darin, das Wasser in bestimmten Stadien der Pflanzenentwicklung stärker nach oben zu sprühen, um potenzielle Probleme mit der Gleichmäßigkeit der Wasserverteilung auszugleichen.
Die Windabdriftverluste sind unter dem MESA-Abschnitt ziemlich sichtbar und im LESA-Abschnitt praktisch nicht vorhanden, wo die Sprühköpfe unter der Spitze des Weizendachs sind.
Potenzial für Kostenbeteiligung
LEPA oder LESA verwenden mehr Fallschläuche, Sprinkler und Druckregler und daher gibt es etwas höhere Ausrüstungskosten, die auf etwa 1.000 $ pro Spannweite geschätzt werden, abhängig von einer Reihe von Faktoren. Diese Kosten können im Laufe der Zeit allein durch Energieeinsparungen an der Pumpe bezahlt werden, selbst wenn man die Kosten für die Überarbeitung der Pumpe berücksichtigt, um sie bei niedrigerem Druck effizienter zu machen. Erzeuger, die nicht genug Wasser haben und gezwungen sind, ihre Pflanzen zu defizitär zu bewässern, werden den größten finanziellen Vorteil aus der Umstellung auf LEPA oder LESA ziehen, da ihre Fähigkeit, mehr Wasser zu den Pflanzen zu bringen, zu verbesserten Erträgen und Erntequalität führt.
Wenn alle Fixkosten für den Besitz von Land und Ausrüstung, das Pflanzen, den Anbau und die Ernte einer Ernte ziemlich konstant sind, können bessere Erträge und eine bessere Erntequalität zu unverhältnismäßig höheren Gewinnmargen für den Erzeuger führen. Darüber hinaus kommen LEPA und LESA nicht nur dem Erzeuger zugute, sondern können durch Wasser- und Energieeinsparung auch der Allgemeinheit zugute kommen.
Es gibt mehrere Organisationen, die bereit sind, sich an den Umstellungskosten von MESA auf LESA zu beteiligen, je nachdem, wo Sie leben. Dazu gehören Rabatte der Bonneville Power Administration durch Ihren örtlichen Stromversorger, den USDA National Resource Conservation Service (NRCS) und möglicherweise Ihren örtlichen Naturschutzbezirk. Bevor Sie mit der Umwandlung von Pivots beginnen, wenden Sie sich an diese Organisationen und fragen Sie nach möglichen Kostenbeteiligungsprogrammen.
Dieser Artikel erschien in der Februar-Ausgabe 2017 von Hay &Forage Grower auf den Seiten 10 und 11.
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