Im Südwesten von Kansas, wo der Regenmangel zu einem anhaltenden Problem geworden ist, Bauern sind auf Bewässerung angewiesen, um durstige Pflanzen zu ernähren. Sie ziehen Wasser aus dem Ogallala-Aquifer, aber der uralte unterirdische Aquifer trocknet aus – der Grundwasserspiegel sinkt in einigen Landkreisen um bis zu 2 Fuß pro Jahr.

„Wenn wir in dieser Region in einem normalen Jahr im Durchschnitt 12 Zoll aus dem Boden holen, wir bekommen nur eine ¼-Zoll-Aufladung, “ sagt Tracy Streeter, Direktor des Kansas Water Office. „Wir befinden uns in einer Bergbausituation, und deshalb ist es so wichtig, dass wir diesen Rückgang verlangsamen.“

Eine aktuelle vierjährige Studie der Kansas State University prognostiziert, dass, wenn die bestehenden Trends anhalten, fast 70 % der Ogallala werden bis 2060 erschöpft sein. die studie sagt, je nach Bezirk, es dauert 500 bis 1, 300 Jahre, um natürlich nachzufüllen.

Diese unheilvolle Nachricht bedroht nicht nur eine Lebensweise, an deren Aufbau Generationen von Bauern so hart gearbeitet haben, sondern gefährdet auch die Existenz von Gemeinden wie Garden City, deren Wirtschaft hauptsächlich von der Landwirtschaft getragen wird. Noch, diese neueste Offenbarung überrascht niemanden, weil der Staat seit Jahrzehnten darüber spricht, wie man diese knapper werdenden Ressourcen eindämmen kann.

„Wir hatten in den letzten Jahrzehnten eine Reihe von Strategien, um zu versuchen, den Rückgang in diesem Grundwasserleiter zu verlangsamen. “, sagt Streeter. „Wir mussten eine Strategie entwickeln, die nicht nur das Pumpen durch Volumenreduktionsprogramme reduziert, sondern auch Technologie nutzt, um diese wirtschaftliche Rendite mit weniger Wasserverbrauch aufrechtzuerhalten.“

Durch die Wasservision des Staates, das Kansas Water Office arbeitet mit zukunftsorientierten Landwirten zusammen, um Water Technology Farms zu entwickeln. Das Konzept entstand als Aktionspunkt innerhalb der Vision, die Gouverneur Sam Brownback 2013 forderte, um die Wasserversorgungsprobleme des Staates anzugehen. Die Farmen sollen die Wirksamkeit der neuesten Technologie im Bewässerungswassermanagement demonstrieren, ohne den Ertrag zu beeinträchtigen.

„Dies ist entscheidend, wenn wir das Vertrauen stärken und die Akzeptanz durch Bewässerungsunternehmen fördern wollen. “ sagt Streeter, der zum Leiter des Wasservisionsteams ernannt wurde.

Folgen der Veränderung

Im Besitz von Tom Willis, T&O Farmen, GMBH, ist der erste und größte Betrieb im Dreijahresprogramm, die 2016 begann. Seine Motivation zur Teilnahme ist zweifach.

Willis baut nicht nur Luzerne an, Weizen, Hirse, Mais, und Sojabohnen in der Nähe von Garden City, er ist aber auch CEO von Conestoga Energy Partners. Das Unternehmen besitzt zwei Ethanolfabriken in Kansas, die für die Produktion von lokalem Mais und Sorghum abhängig sind.

„Ich musste in den letzten drei Jahren zwei Brunnen neu bohren, " er sagt. „Ich kann es mir nicht leisten, dass diese Brunnen versiegen, weil ich gezwungen sein werde, Getreide zu importieren und auf einem größeren Markt zu konkurrieren.“

Willis hat auch einen Sohn, der kürzlich auf die Farm zurückgekehrt ist. „Josh war ein Hauptmann der Armee und kam letzten Herbst auf die Farm zurück. " er sagt. „Ich habe auch einen neuen Enkel. Mein Ziel ist es, diesen Hof für die kommenden Generationen in unserer Familie zu haben. Das ist mir extrem wichtig, weil ich dieses Vermächtnis für meine Familie haben möchte.“

Um langfristig nachhaltig zu sein, er ist bereit, einen Plan zur Wasserreduktion umzusetzen.

"Ich habe 1, 250 bewässerte Hektar unter 10 zentralen Drehpunkten, “, sagt Willis. „Ich habe 2 zugeteilt, 270 Morgen-Fuß Wasser, das ich pro Jahr pumpen kann, was in diesem Teil des Ogallala nicht nachhaltig ist. Ich weiß, dass es ein Risiko gibt, wenn weniger Wasser verwendet wird. Durch die Teilnahme an diesem Projekt, Ich möchte beweisen, dass ich Wasser sparen kann und keine Erträge opfere.“

Zusammenarbeit mit Mike Meyer, Wasserbeauftragter der Abteilung Wasserressourcen in Garden City, Willis hat den Wasserverbrauch freiwillig um 33 % gesenkt.

„2015, Ich pumpte 425 Gallonen pro Minute auf ein Feld. Ich habe 2016 auf demselben Feld nur 375 Gallonen pro Minute gepumpt. “, sagt Willis. "Ich habe diesen 50-Gallonen-pro-Minute-Schnitt auf die acht Felder angewendet, auf denen ich experimentiere."

Am Ende des Programms, er möchte seinen Wasserverbrauch noch weiter senken.

„Wenn ich bis 2018 eine Reduzierung um 50 % erreichen und immer noch die gleiche Erntemenge anbauen kann, die ich heute anbaue, oder den gleichen Gewinn erwirtschafte, den ich heute erwirtschafte, Mein Ziel ist es, diese Reduzierung um 50% dauerhaft zu machen, “, sagt Willis. „Wenn ich meinen Wasserverbrauch um 50 % senken kann, Ich denke, die Lebensdauer dieses Grundwasserleiters kann um weitere 30 bis 35 Jahre verlängert werden.“

ein erfolgreicher Plan

Willis sagt, dass sich ein erfolgreicher Plan zur Wasserreduzierung um sechs Schlüsselmaßnahmen dreht.

1. Investieren Sie in Technologie. „Um weniger Wasser pumpen zu können, Ich musste das Dragon-Line-System integrieren, " er sagt.

Die acht Felder des Projekts sind eine gepaarte Studie und bauen die gleiche Ernte an. Vier der Mittelzapfen sind mit Dragon-Line ausgestattet und vier verwenden Niederdruck-Sprühdüsen.

„Ich habe ein Verfahren entwickelt, um die mobile Präzisions-Tropfbewässerung einheitlich zu nehmen und mit einem zentralen Drehpunkt zu verbinden. die flexibler einsetzbar ist als die Tröpfchenbewässerung allein, “ sagt Monty Teeter, CEO von Teeter Bewässerung.

Der orangefarbene Tropfschlauch hat alle 15 cm einen druckausgleichenden Emitter von 1 Gallonen pro Stunde. Ein Emitter ist bei 7 psi voll funktionsfähig und selbstspülend. Der Tropfschlauch wird dann am Dragon Flex Schlauch befestigt. die an der Bodenoberfläche schleift.

„Wenn Dragon-Line hinter das System gezogen wird, die Strahler liefern ein gleichmäßiges Wasserbild über die gesamte Länge der bewässerten Fläche, “, sagt Teeter. „Es reduziert die Verdunstung des Bodenwassers erheblich und verhindert Winddrift, wenn der Tropfen auf dem Boden bleibt.“

Die Drachenlinie, er addiert, kostet zwischen 100 und 250 US-Dollar pro Hektar. Es kostet etwa 10 % eines typischen automatischen Tropfbewässerungssystems und wird voraussichtlich 12 bis 15 Jahre Nutzungsdauer überschreiten.

2. Installieren Sie Bodenfeuchtesonden. „Das zweite Stück ist zu wissen, was unter der Erde vor sich geht, weil es eine wichtige Geschichte erzählt, “, sagt Willis.

In jedem Feld wurden zwei Bodenfeuchtesonden installiert, die 42 Zoll in die Tiefe gehen.

„Die Sonden zeigen alle 30 Minuten an, was in Bezug auf die Wurzelentwicklung vor sich geht. Verdunstungstransfer, Wasser Lager, und wie viel Durchdringung ich in den Boden bekomme, " er erklärt. "Ich kann auf diese Informationen auf meinem Smartphone zugreifen."

Diese Daten waren von unschätzbarem Wert, um festzustellen, wie durstig Pflanzen wirklich sind.

„Ich habe einen Maiskreis, den ich letzten Montag ausgeschaltet habe, und ich bin fertig damit, es für die Saison zu gießen, “, sagt Willis. "Normalerweise, Ich hätte das noch 20 Tage gegossen, aber diese Sonden sagen mir, dass die Ernte kein Wasser mehr braucht. Das sind zweieinhalb Wochen Wassereinsparung, die ich letztes Jahr nicht genutzt habe.“

3. Beobachten Sie das Wetter. Eine Wetterstation wurde von der Kansas State University gespendet. Willis arbeitet mit Forschern der Universität und auch mit Loren Seaman von Seaman Crop Consulting in Hugoton, Kansas, um die Wetterschwankungen zu messen.

4. Installieren Sie einen Indexbrunnen. Der Kansas Geological Survey hat eine Indexbohrung installiert, um Echtzeitdaten zu messen. Das Index-Brunnenprogramm ist eine Pilotstudie zu einem verbesserten Ansatz zur Messung des Wasserstands und der Wasserqualität auf lokaler Ebene.

5. Ernten drehen. Willis pflanzt eine Fruchtfolge an, darunter Mais, Hirse, Sojabohnen, und Luzerne. Sein Plan ist es, die Hektar Mais, die er anbaut, zu reduzieren und die Hektar Anbauflächen zu erhöhen, die weniger Wasser benötigen. Während er nicht ganz aufhört, Mais zu pflanzen, er plant, eine Sorte für die kürzere Saison zu verwenden.

6. Überwachen Sie den Fortschritt. Die Systeme sind mit Wasserverbrauch und Grundwasserständen vollständig automatisiert und mit einer Echtzeit-Website verbunden, damit andere sehen können, wie das Projekt läuft. Seaman und Kansas State Research and Extension stellen ihr Fachwissen zur Verfügung, um über die Ergebnisse zu berichten.

Besuchen Sie das Kansas Water Office unter kwo.org.

nutzbares Leben

Unten ist ein Beispiel für Tom Willis’ Zentrumsdrehungen über fünf Landabschnitte, die aus dem Ogallala-Aquifer ziehen. Das Szenario eines dieser Landstriche zeigt die Implikationen dessen, was mit und ohne Wasserreduktion passieren würde.

• Nutzungsdichte des Grundwassers: 548 Acre-Fuß pro Jahr (über diesen Abschnitt des Landes)
• Durchschnittliche Niederschlagsaufladung: 0,950 Zoll/Jahr
• 2009 bis 2013 Grundwasseränderung: -7,3 Fuß/Jahr
• 2013 Lagerung: 17, 717 Hektar-Fuß
• Geschätzte Nutzungsdauer ohne Abschläge: 36 Jahre
• Geschätzte Nutzungsdauer mit 10% Reduktion: 40 Jahre
• Geschätzte Nutzungsdauer mit 20% Reduktion: 46 Jahre
• Geschätzte Nutzungsdauer mit 30% Reduktion: 53 Jahre

Fragen der Produzenten beantworten

Hersteller stießen auf mobile Tröpfchenbewässerung (MDI) und fragten uns, was wir darüber wissen. “ sagt Isaya Kisekka, Kansas-State-Universität.

Damals, die Universität hatte keine Experimente zu MDI, Deshalb hat sie 2015 eine Studie initiiert, um diese Fragen zu beantworten:

1. Wie schwierig ist es im Vergleich zu dem, was ich derzeit verwende?
2. Werde ich mit dieser Technologie mehr Scheffel herstellen als mit Sprühdüsen mit niedriger Höhe?
3. Wie lange wird es dauern, bis eine Kapitalrendite erzielt wird?
4. Muss ich in geraden Reihen oder Kreisen pflanzen?

„Durch unser Engagement bei den Water Technology Farms und unsere Forschung am Southwest Research - Extension Center in Garden City, können wir das bisher Gelernte unter Beweis stellen, “, sagt Kisekka.

Das erste Jahr hat gezeigt, dass MDI einige Vorteile bietet.

„Wir konnten 27 bis 35 % weniger Bodenwasserverdunstung messen, als wir normalerweise mit einer Sprühdüse sehen würden. “ sagt Jonathan Aguilar, Kansas State Forschung und Erweiterung. „Übersetzt auf die ganze Saison, es könnte etwa 3 Zoll Wasser für die gesamte Ernte sein.“

Die Forscher waren auch von der Feuchtigkeit im Boden nach der Ernte überrascht. „Bei der mobilen Tröpfchenbewässerung gab es viel mehr Bodenwasser als bei Feldern, die eine Sprühdüse verwendeten. Wir haben das mit einer geringeren Bodenwasserverdunstung in Verbindung gebracht, die wir gesehen haben, “, schließt Aguilar.

Vorteile der Drachenlinie

Das Dragon-Line-System kombiniert die Effizienz der mobilen Tröpfchenbewässerung (MDI) mit der Flexibilität und Wirtschaftlichkeit mechanisierter Bewässerungssysteme. Sein Schöpfer, Monty Teeter der Teeter-Bewässerung, teilt sechs Hauptvorteile des Systems.

1. Spart Wasser. „Im Vergleich zu herkömmlichen Wasserapplikationspaketen Dieses System hat das Potenzial, die Bodenwasserverdunstung und die Wasserverdunstung aus benetzten Baumkronen zu reduzieren, und auch um Winddrift zu beseitigen, “, sagt Teeter.
2. Hält das Laub trocken. „Es reduziert das Potenzial für Pflanzenkrankheiten, indem es das Laub trocken hält, " er sagt.
3. Reduziert die Verdunstung. „Dieses System reduziert die Verdunstung deutlich, abfließen, Verdichtung, und Bodenverkrustung. Es beseitigt auch Windverluste, “, sagt Teeter.
4. Rückwärts ohne zu knicken. „Es lässt sich in jede Richtung bewegen – auch nach hinten – ohne zu knicken, “ sagt Teeter.
5. R verringert oder beseitigt Radspuren.
6. Verbessert die Wasserspeicherung im Boden.