DESZCZOWNIE SZPULOWE W SZKÓŁKARSTWIE

Systemy nawodnieniowe

Każdy system nawadniania składa się z trzech elementów: ujęcia wody z pompownią, linii przesyłowej oraz systemu aplikacji wody pod rośliny. Wszystkie te elementy muszą za sobą współgrać i być precyzyjnie dobrane pod względem paramet­rów pracy, a te z kolei pod kątem odbiorcy wody — ukorzenianych sadzonek a także drzewek, krzewów. Bardzo ważna jest również sama technologia nawadniania, zapewniająca podawanie roślinom optymalnych dawek polewowych w odpowiednim dla nich czasie, przy minimalnych niepożądanych skutkach ubocznych i kosztach eksploatacji systemu. W szkółkach technologia nawadniania, a zwłaszcza wielkość jednorazowej dawki i jego częstotliwość, będą miały zasadniczy wpływ na budowę bryły korzeniowej roślin, a więc na to, co po wykopaniu można zaoferować klientowi.

Uwarunkowania fitosanitarne szkółki drzewek owocowych wymagają przenoszenia plantac-
ji ciąg­le na nowe grunty, co przy ograniczonym dostępie do wody i niechęci szkółkarza do prowadzenia innych (mniej opłacalnych i nie mniej pracochłonnych) upraw każe wybierać systemy mobilne niezwiązane na stałe z gruntem, możliwe do przeniesienia w całości na nowe miejsce. Jeżeli trzeba wybudować ujęcie wody, budynek pompowni, podziemne rurociągi doprowadzające, to powinniśmy sobie zapewnić możliwość ich dochodowego wykorzystania po zaprzestaniu uprawy drzewek na danym terenie. Może tu np. wchodzić w grę wymiana gruntów z producentem warzyw posiadającym podobnie uzbrojony teren i podobnie stosującym wieloletni płodozmian.

W ostatnich latach w nawadnianiu szkółek sadowniczych stosuje się przede wszystkim systemy wysokociśnieniowe, oparte na wykorzystywaniu deszczujących maszyn szpulowych
(fot. 1). Dla ograniczenia zużycia energii i uniknięcia uszkadzania młodych pędów wysokociśnieniowe działka zastępuje się niekiedy szerokopasowymi konsolami zapewniającymi delikatny, precyzyjny, drobnokroplisty opad.

Fot. 1. Do nawadniania szkółek sadowniczych używa się przede wszystkim deszczowni szpulowych

W szkółkach z materiałem ozdobnym, zwłaszcza w kontenerach, najchętniej wykorzystywane są systemy stacjonarne — ujęcia wodne w postaci budowli hydrotechnicznych, stacjonarne pompownie elektryczne w specjalnych budynkach z własną stacją transformatorową, stacje oczyszczania wody, podziemne rurociągi rozprowadzające i doprowadzające wodę do wszystkich kwater szkółki.

Ujęcie wody

Jest to najistotniejszy, najtrudniejszy do rozwiązania problem i niekiedy najkosztowniejszy element całego sytemu. Od wydajności źródła wody i pozwolenia na jej czerpanie będzie zależała wielkość plantacji możliwa do nawodnienia. W razie konieczności budowy jazów, zbiorników retencyjnych czy głębinowych studni będzie to również przedsięwzięcie bardzo kosztowne. Ujęcie wody „nic nie kosztuje”, jeśli uzyska się pozwolenie na pobór wody powierzchniowej na własnym polu, choć i tutaj dla usprawnienia pracy należałoby przygotować tzw. przyczółek. Klasycznym rozwiązaniem będzie wykonanie na brzegu ujęcia z kręgów. Studnia głębinowa to rozwiązanie ostateczne, ze względu na trudności w uzys­kaniu pozwolenia na pobór wód podziemnych, konieczność pomiaru zużytej wody i wnoszenia za nią stosownych opłat. Dla zapewnienia komfortu roślinom w polskich warunkach klimatycznych, przy pracy po 20 godzin na dobę, wydajność studni, a także pozostałych elementów systemu, powinna być nie mniejsza jak 2 m³/godz. na każdy nawadniany hektar.

Pompownia

W Polsce najtańsze w eksploatacji są pompownie elektryczne (fot. 2). Konkurencyjne są one również biorąc pod uwagę koszty inwestycyjne, pod warunkiem, że nie trzeba budować linii energetycznych i stacji transformatorowej, a pompownia jest prowizoryczna i nie wymaga budynku. Pompy głębinowe są najtańsze, a ich olbrzymia gama umożliwia wybór optymalnych parametrów tak, aby system mógł pracować z największą sprawnością energetyczną. Problem stwarza jedynie zabudowa takiej pompy w ujęciu powierzchniowym i jej konserwacja zimą. Tradycyjnie w pompowniach deszczownianych stosuje się pompy odśrodkowe jedno- i wielostopniowe. Tam, gdzie nie ma możliwości stosowania pomp elektrycznych, należy wykorzystywać pompy spalinowe lub ciągnikowe. Pompownia ciągnikowa jest 2–3 razy tańsza od elektrycznej, natomiast pompownia spalinowa będzie od elektrycznej 2–3 razy droższa. Koszty eksploatacji pompowni są wyższe z powodu różnicy cen nośników energii: 1 kWh energii elektrycznej kosztuje 0,43 zł, natomiast 1 kWh energii wytworzonej z oleju napędowego — ponad 1 zł. Po uwzględnieniu sprawności przeniesienia napędu i kosztów materiałów eksploatacyjnych silnika spalinowego oraz jego zużycia, koszt eksploatac­ji takiej pompowni może być nawet 5 razy większy niż pompowni elektrycznej. Pompownie o napędzie spalinowym są jednak niezastąpione tam, gdzie należy zmieniać stanowiska pracy pompy, nie ma energii elektrycznej lub niemożliwy jest tak duży pobór mocy.

Fot. 2. Pompy elektryczne

Linia przesyłania wody

Rzadko się zdarza, żeby nawadniana szkółka była w bezpośrednim sąsiedztwie źródła wody (pompowni). Najczęściej woda z pompowni podawana jest rurociągiem pod górę i na znaczne odległoś­ci, co powoduje straty ciśnienia. To z kolei zmusza do użycia pomp o większej wysokości podnoszenia, a więc o większej mocy i większym zużyciu energii. Na straty spowodowane różnicą wysokości szkółkarz nie ma wpływu, ale straty spowodowane oporami przepływu wody można zmniejszyć niemal do zera, stosując duże średnice rurociągu. To z kolei znacznie podraża inwestyc­ję, należy więc wybrać rozsądny kompromis.

Linie przesyłowe mogą być zarówno podziemne (stałe), jak i naziemne, zazwyczaj przenośne. Rurociąg podziemny można układać już na głębokości 40–70 cm i na zimę odwadniać — jeśli są to rury PCV — lub pozostawić nawet z wodą — kiedy wykorzystuje się węże PE. Na rurociągi naziemne często poleca się węże PE o średnicy do 120 mm w odcinkach do 650 m, deszczowniane rury aluminiowe lub stalowe ocynkowane na szybkozłącza o średnicy do 200 mm oraz węże płaskie o dużej wytrzymałości i trwałości, o średnicach nawet do 200 mm i długości odcinka do 600 m.

Szpulowa maszyna deszczująca

Do nawadniania szkółek sadowniczych najczęś­ciej służą deszczownie szpulowe. W szkółkach roś­lin ozdobnych deszczownie szpulowe wykorzys­tywane są do nawadniania wieloletnich upraw gruntowych. Deszczownie takie wyposażone są w konsolę niskociśnieniową, która pozwala na precyzyjne nawadnianie upraw kontenerowych, a nawet upraw w multiplatach pod osłonami.

W szkółkach najczęściej wykorzystywane są stacjonarne pompownie i podziemne rurociągi doprowadzające wodę na kilkuhektarowe kwatery. Na skraju pola przeznaczonego do nawadniania ustawiana jest maszyna szpulowa i za pomocą ciągnika rolniczego, ciągnącego wózek ze zraszaczem, rozwijany jest polietylenowy wąż. Po podłączeniu maszyny do hydrantu uruchamia się pompę tłoczącą wodę pod ciśnieniem 4–11 barów. Przepływająca woda powoduje bardzo powolne — trwające kilka lub nawet kilkanaście godzin — nawijanie węża, podczas którego zostaje nawodniony areał o długości rozwiniętego z deszczowni węża (110–750 m), szerokości pracy dalekosiężnego zraszacza (30–100 m). Zostaje więc nawodniona powierzchnia od 0,5 do 5 ha dawką polewową 7–25 mm wystarczającą na 2–10 dni. Szerokość robocza konsoli jest zazwyczaj o połowę mniejsza niż zraszacza, a zatem dla zachowania zaplanowanej dawki polewowej konieczne jest stosowanie maszyny zapewniającej dwukrotnie większe prędkości zwijania. Użycie konsoli pozwala znacznie zmniejszyć ciśnienie zasilające, daje oszczędności energii, zapewnia równomierny opad na całej szerokości, nawet przy wietrznej pogodzie. Deszczownia szpulowa jest całkowicie mobilna i po zakończeniu cyklu nawadniania gotowa do przestawienia na inne pole czy do innego gospodarstwa. Deszczownie szpulowe — zwłaszcza wyposażone w konsole — mają bardzo duży wydatek wody, co może być problemem na nierównym terenie i zwięzłych glebach.

Nakłady inwestycyjne

Każdy system nawadniania jest specyficzny i w zasadzie niepowtarzalny, jeśli wymaga się od niego optymalnego przystosowania do indywidualnych potrzeb i lokalnych warunków. Również nakłady na jego budowę będą zróżnicowane, w zależności od zastosowanych, możliwych i koniecznych rozwiązań. Aby umożliwić przeanalizowanie kosztów, należy poczynić kilka założeń i uproszczeń dających podstawę do porównań.

• 
  
  Wielkość pojedynczej maszyny i jej parametry dobiera się optymalnie do powierzchni szkółki, a kształt kwater — do parametrów roboczych maszyny.


• 
  
  Ujęcie wody znajduje się w bezpośrednim sąsiedztwie szkółki.


• 
  
  W linie przesyłowe uzbraja się pole w kształcie prostokąta.


• 
  
  Istnieje możliwość zasilania pompowni energią elektryczną.

Uproszczenia. Nie wzięto pod uwagę kosztów:

• 
  
  opracowania dokumentacji (ekspertyza, operat wodnoprawny, plany budowy);


• 
  
  budowli hydrotechnicznych ujęcia wody (studni, jazu, zbiornika retencyjnego);


• 
  
  budynków pompowni i pomieszczeń dla sprzętu;


• 
  
  zasilania w energię elektryczną (linii, stacji trafo).

Skalkulowane wg powyższych założeń przykładowe koszty (brutto) elementów systemu nawodnieniowego opartego na deszczowni szpulowej przedstawia tabela. Spośród kilkudziesięciu wielkości maszyn, jakie oferowane są na rynku, przedstawiono te o optymalnym stosunku średnicy węża do jego długości.

Przykładowe koszty (brutto) elementów systemu nawodnieniowego opartego
na deszczowni szpulowej

¹  Wielkość maszyny — stosunek średnicy węża (mm) do jego długości (m)
²  Q — przepustowość deszczowni, prawie maksymalna dla danej wielkości przy optymalnej średnicy dyszy i ciśnieniu
³  G — szerokość nawadnianego pasa z uwzględnieniem 15% zakładów
⁴  F — powierzchnia, jaką może nawodnić maszyna nawet przy całkowitym braku opadów w ciągu całego sezonu pracując po 20 godzin na dobę
⁵  P — wymagane optymalne ciśnienie na wejściu maszyny szpulowej
⁶ N — zapotrzebowanie mocy pompy dla zapewnienia powyższych parametrów
⁷  Koszt pompowni — koszty pompowni elektrycznej z podstawowym osprzętem
⁸  Koszt rurociągu — koszt linii przesyłowej podziemno-naziemnej, jak najlepiej dobranej (pod względem materiałów i parametrów,
z zachowaniem minimalizacji kosztów budowy i późniejszej eksploatacji) dla danej maszyny szpulowej
⁹ Koszt szpuli — koszt deszczującej maszyny szpulowej, dobrej europejskiej marki, ze zraszaczem i standardowym osprzętem wystarczającym przy nawadnianiu szkółek