Öntözés

Öntözés
5 (100%) 5 szavazat
Öntözés
Öntözés

Az öntözés a talaj nedvességtartalmának mesterséges úton történő szabályzását, pótlását jelenti. Az öntözést általában száraz területeken, a mezőgazdasági termékek növekedésének előmozdítására, valamint a csapadékszegény időszakokban alkalmazzák. Az öntözésnek további szerepei is vannak a növénytermesztésben, ilyen például a növények védelme a fagy ellen, a gabonatermesztésben a gyomfélék elfojtása, valamint a talaj tömörítésének elősegítése. Az öntözéses gazdálkodással szemben, a közvetlen esőzéseken alapuló gazdálkodást csapadékra épülő mezőgazdaságnak hívjuk. Az öntözést igen gyakran a vízelvezetéssel együtt kezelik, mely a felszíni vagy a felszín alatti vizek természetes vagy mesterséges elvezetését jelenti.

Öntözés története

A régészeti kutatások tanúsága szerint már az időszámításunk előtti 6. évezredben létezett öntözés Mezopotámia, Egyiptom és Irán egyes olyan területein, ahol az árpa termesztéséhez a természetes csapadék mennyisége nem volt elegendő.

A Perun is végighúzódó Andok Zana-völgyében a régészek három öntözőcsatorna maradványait tárták fel, ezek radiokarbonos kormeghatározása azt mutatta ki, hogy az egyes csatornák az időszámításunk előtti 4. évezredben, a 3. évezredben, illetve az időszámításunk szerinti 9. században épültek. Ezek az öntözőcsatornák az Újvilág legrégebbi, öntözést bizonyító emlékei. Az i.e 4. évezredben épült csatorna alatt egy, feltehetőleg az i.e. 5. évezredben épült másik csatorna nyomait fedezték fel.[5] Az indus-völgyi civilizáció gazdálkodói bonyolult öntöző- és víztároló-rendszereket építettek ki Pakisztánban és Észak-Indiában, ennek részei voltak a Girnarnál időszámítás előtt 3000 körül épült víztározók és egy, körülbelül i.e. 2600-ban épült öntözőcsatorna-rendszer.Ezeken a területeken intenzív növénytermesztés folyt, melyet csatornák kiterjedt rendszere segített.

Tárgyi bizonyítékok igazolják, hogy a XII. dinasztia fáraója, III. Amenemhat i.e.1800 körül a Faiyum oázis természetes tavát használta víztárolásra. A Nílus éves áradása által felduzzasztott tó medrében tárolt vizet a száraz évszakban használták fel.

Az ősi Perzsiában, i.e. 800 körül kifejlesztett quanat technológia az egyik legrégibb öntözési rendszer, melyet még napjainkban is alkalmaznak. Quanatok Ázsiában, a Közel-Keleten és Észak-Afrikában találhatók. A rendszer függőleges kutak és enyhén lejtő alagutak hálózatából áll, melyeket a talajvíz összegyűjtése céljából sziklák és meredek hegyek oldalába fúrnak. Nagyjából ebben az időben honosították meg római telepesek Észak-Afrikában a nóriát, egy serleges puttonyos kiemelő szerkezetet, melynél a folyóvíz által (vagy állóvíz esetében állati erővel) hajtott kerékre helyezett agyagedények emelik ki a vizet. Időszámításunk előtt 150-re már szelepszerű szerkezetekkel látták el az agyagedényeket, hogy azok vízbe merülésükkor egyenletesebben töltődjenek.

Srí Lanka öntözőművei – melyek közül a legkorábbiak Pandukabhaya király uralkodása idején, i.e. 300 körül keletkeztek, majd a rákövetkező ezer év során műszakilag folyamatosan fejlődtek – az ókori világ egyik legösszetettebb öntözőrendszerei voltak. A szingalézek nemcsak a föld alatti csatornák építésében, hanem a teljesen mesterséges víztározók kialakításában is az elsők voltak. E területen mutatott műszaki fejlettségük miatt gyakran nevezték őket az „öntözés mestereinek”. A fejlett és pontos műszaki megoldások miatt ezeknek az öntözőrendszereknek jó része ép állapotban még ma is létezik Anuradhapuraban és Polonnaruwában. Parakrama Bahu király uralkodása alatt (1153 – 1186), a rendszert alaposan felújították és kibővítették. Kína legelső ismert vízépítő mérnökei Szun-su Ao (i.e. 6. század) a Tavasz és az ősz korszakban, és Xi-men Bao (i.e. 5.század) a Hadakozó fejedelemségek korában éltek. Mindketten hatalmas öntözési létesítményeken dolgoztak. Az Qin-dinasztiához tartozó Szecsuan tartományban i.e 256-ban hatalmas terület ellátására épült a Dujiangyan öntözőrendszer, mely még napjainkban is részt vesz a környék vízellátásában. A 2. században, a Han-dinasztia idején már láncos vízemelőt is használtak a víz magasabb szintre emeléséhez. Ezeket pedállal, víz által hajtott kerekekkel, vagy állati erővel működtették. Az így termelt vizet lakossági felhasználásra, a paloták vízellátására, illetve elsősorban a mezőgazdaságilag művel területek öntözésére használták.

A 15. századi Koreában, 1441-ben feltalálták a világ első „vízóráját”, az uryanggye-t (koreai nyelven: 우량계). A feltaláló Jang Yeong-sil, a Joseon-dinasztia koreai mérnöke volt, aki a király, Nagy Sejong aktív irányítása alatt dolgozott. A vízmérőket az öntözőművek tartályaiban helyezték el a lehullott eső és az elhasznált vízmennyiség mérésére. Segítségükkel a gazdák jól használhatták a csapadékra vonatkozó adatokat.

Öntözés napjainkban

A 20. század közepére, a dízel- és villamos motorok megjelenésével olyan rendszerek valósulhattak meg, melyek gyorsabban szivattyúzták ki a talajvizet a vízhordó rétegekből, mint amilyen gyorsan azok újratöltődhettek volna. Az ilyen túlhasznosítás a vízhordó rétegek kapacitásának végleges csökkenéséhez, romló vízminőséghez, a talaj megsüllyedéséhez, és más gondokhoz vezethet. A jövőbeni élelmiszertermelés az ilyen területeken, például az Észak-kínai Síkságon, a Pandzsáb régióban illetve az Amerikai Egyesült Államok Nagy síkságain gondoknak néz elébe.

Az ezredfordulón globálisan 2 788 000 km² mezőgazdasági területen volt öntözésre alkalmas infrastruktúra. Az öntözőművekkel ellátott területek 68%-a Ázsiában, 17%-aAmerikában, 9%-a Európában, 5%-a Afrikában és 1%-a Óceániában található. A legnagyobb összefüggő öntözött területek Észak-Indiában és Pakisztánban a Gangesz és azIndus folyók mentén, Kínában a Hai He, a Huang He és a Jangce medencében, Egyiptomban és Szudánban a Nílus mentén, valamint az Egyesült Államokban a Mississippi-Missouri medencében és Kalifornia egy részén találhatók. Kisebb öntözött területek a lakott világ csaknem teljes területén megtalálhatók.

Az öntözés fajtáji

Az öntözési rendszereket a víz kiemelésének módja és a mezőgazdasági területre juttatásának mikéntje szerint különböztetjük meg. Az általános cél az, hogy a víz egyenletesen jusson a teljes öntözött területre, vagyis minden növény igényének megfelelően, sem túl sok, sem túl kevés vizet ne kapjon.

Felületi öntözés

A felületi öntözőrendszerek esetében a víz gravitációs úton áramlik és kerül be a talajba. Változatai: árasztásos, csörgedeztető, sávos csörgedeztető, barázdás, mélybarázdás. Amikor az öntözött terület a művelt földterület teljes vagy csaknem teljes elárasztásával jár, a módszert árasztásos öntözésnek nevezik. A történelem során ez volt a mezőgazdaságilag művelt területek öntözésének legáltalánosabban használ módszere.

Ahol az öntözővíz forrása megengedi, a víz szintjét gátakkal szabályozzák, melyeket általában földdel torlaszolnak el. Ez jól megfigyelhető a teraszos művelésű rizsföldeken, melyeknél az egyes parcellák vízszintjét gátakkal külön-külön szabályozzák. Bizonyos esetekben emberi vagy állati erővel emelik, szivattyúzzák a vizet magasabb területekre.

Lokalizált öntözés

A lokalizált öntözőrendszereknél a víz kisnyomású csőhálózaton jut el az öntözés helyére, közvetlenül a növényekhez. Ebbe a kategóriába tartozik a csepegtető öntözés, a mikroszórós öntözés.

Csepegtető öntözés

A csepegtető öntözés során – mint arra neve is utal – a víz cseppenként jut el, közvetlenül a növények gyökeréhez. Vízfelhasználás szempontjából valószínűleg ez a leghatékonyabb öntözési módszer, mivel a párolgási és lefolyási veszteség minimális. Napjaink korszerű mezőgazdasági technológiáiban a csepegtető öntözést talajtakarással, mulcsozással együtt is alkalmazzák, továbbá a műtrágya kijuttatására is használhatják.

Beázásnak nevezzük azt a jelenséget, amikor a víz a gyökérzóna alá jut. Ez abban az esetben fordulhat elő, ha a csepegtető rendszert túlságosan hosszú ideig, vagy túlságosan nagy átfolyási sebességgel üzemeltetik. A csepegtető rendszerek rendkívül változatosak: a számítógép-vezérelt magas technológiai színvonalat képviselőtől az egyszerű, emberi munkaigényes rendszerekig minden megoldás megtalálható közöttük. Más rendszerekkel összehasonlítva – a kisnyomású forgóelemes adagolók és a felszíni öntözőrendszerek kivételével – üzemeltetésükhöz alacsonyabb víznyomás szükséges; a rendszer úgy építhető ki, hogy a teljes öntözött területre egyenletesen juttassa ki a vizet, illetőleg egy vegyes növényállományú területen az egyes növények igényeinek megfelelően történjen az öntözés. Bár lejtős területeken meglehetősen nehéz a nyomás szabályzása, léteznek nyomáskiegyenlítő vízadagoló elemek, melyek alkalmazása esetén nem feltétel az öntözött terület kis szintkülönbsége. A csúcstechnológiájú öntözőrendszerekben pontosan beállított vízadagoló elemek helyezkednek el a csővezetékben, működtetésüket számítógép-vezérelt szelepek végzik el. A nyomásszabályzás mellett a vízben lebegő részecskék kiszűrése is fontos. Az algaképződés megakadályozása céljából a csövek rendszerint fekete színűek (vagy a talajba illetve a mulcsba fektetik őket), a fekete szín az UV-fény károsító hatása ellen is védi a csöveket. Az előbbi csúcstechnológiával ellentétben a csepegtető öntözés akár olyan egyszerűen is megoldható, mint egy, a talajba süllyesztett porózus agyagtartály, melyet tömlőből vagy vödörből időnként feltöltenek. Pázsitfelületek esetében sikeresen alkalmazzák a felszín alatti csepegtető öntözést, bár ez drágább a hagyományos szórófejes rendszereknél. A pázsit esetében a felszíni csepegtető rendszerek nem esztétikusak és nem költséghatékonyak.

Esőztető öntözés

Az esőztető öntözésnél az öntözött mezőn a vizet egy vagy több elosztóhelyre szivattyúzzák, ahonnan nagynyomású öntözőfejek vagy vízágyúk juttatják ki a növényekre. Az ilyen, szórófejekből, esőztetőkből, vízágyúkból álló rendszereket fix telepítésű öntözőrendszereknek is nevezik. A szórófejek elrendezését kötésnek nevezik. A kötés többféle – négyzet, háromszög, téglalap – alakú lehet. Mivel a szórófejek kör vagy körcikk alakú alakú felület öntözésére képesek, ezért az öntözéssel ellátott területen átfedések alakulnak ki.

A nagynyomású öntözőfejeket mechanikus úton a víz nyomása forgatja kör vagy körcikk alakban. A vízágyúk a nagynyomású fejekhez hasonlóak, ám általában sokkal nagyobb (275–900 kPa) nyomáson üzemelnek és vízszállításuk elérheti a 3–76 l/s értéket, fúvókájuk átmérője 10–50 mm lehet.

Az öntözőfejeket a vízhálózatra csövön át kapcsolódó mozgó rendszerekre is felszerelhetik. Az ilyen, szárnyvezetéknek nevezett rendszerek felügyelet nélkül képesek mezógazdasági területek, sportpályák, parkok, legelők öntözésére. A legegyszerűbb gépi mozgatású öntöző berendezés a vontatható szárnyvezeték. A rendszert hoszirányban új öntözőállásba vontatják, és itt csatlakoztatják a fővezetékre. A hazai gyakorlat szerint 24 vagy 36 méterenként csatlakoznak a fővezetékhez.

A járva üzemelő öntözőberendezések egyik csoportja a csévélhető tömlős szárnyvezetékek, ezeknél a szórófej folyamatos haladó mozgás közben is képes a víz adagolására. Fő része a 250–450 m hosszú, kemény polietilén tömlő. Ennek hossza határozza meg a szárnyvezetékkel öntözhető sáv hosszát és bizonyos mértékben szélességét is. Működés közben a tömlő egy dobra csévélődik fel. A dob forgatását hidromotor végzi.

Régebbi technológiát képez az a megoldás, melynél a szárnyvezetéket egy kábellel vontatják végig az öntözendő területen, a vízellátást biztosító hajlékony gumitömlőt az öntözőberendezés húzza maga után.

Körforgós öntözés

A körforgó öntözőrendszer az öntözőfejes megoldásnak olyan változata, mely több egymáshoz illesztett (általában acélból vagy alumíniumból készített) csőszakaszból áll. A csőszakaszokat kerékre erősített tornyokon elhelyezkedő vázsszerkezet tartja, a csőszakasz hosszában öntözőfejek helyezkednek el, melyeket a középpontból táplálnak. A teljes rendszer e középpont körül fordul el. Az ilyen típusú rendszer sík földterületen alkalmazható. Az újabb típusú öntözőrendszereknél függesztett öntözőfejeket szerelnek fel.

A legtöbb modern körforgó öntözőberendezésnél függesztett öntözőfejek találhatók, melyek egy U-alakú, úgynevezett hattyúnyakon függenek, az öntözőfejek a növényekhez közel helyezhetők el, csökkentve ezáltal a párolgási veszteséget. A függesztékekre locsolófejekkel ellátott tömlőket is helyezhetnek, így a víz közvetlenül a vetéssorok közé juttatható. A vetés kör alakban történik az öntözőrendszer központja körül. A rendszert kezdetben a víz energiája működtette, melyet a későbbiekben felváltott a villamos motor.

Lineáris öntözés

Egy sor egymáshoz illesztett csőszakaszból áll, melyek mindegyike általában egy 1,5 m átmérőjű kerékre van szerelve. A csövekre öntözőfejeket szerelnek. A vizet a rendszer egyik végén táplálják a rendszerbe egy megfelelő átmérőjű tömlőből. Az adott terület öntözése után a tömlőt lecsatlakoztatják, a rendszert kézi vagy gépi úton mintegy 10 m-rel arrébb görgetik, a tömlőt újracsatlakoztatják. Az eljárást mindaddig ismétlik, amíg a mező túlsó végét el nem érik. Ennek a rendszernek a telepítési költségei alacsonyabbak a forgó rendszerénél, de üzemeltetése több élőmunkát igényel, és a szállítható víz mennyisége is korlátozott. Az ilyen rendszerek előnye, hogy az egyes szakaszok könnyen szétszerelhetők, ezért jól alkalmazhatók különleges alakú mezők, vagy nem sík területek esetében.

Felszín alatti öntözés

A felszín alatti öntözést (vagy szivárgásos öntözést) már régóta alkalmazzák gabonatáblák öntözésére olyan helyeken, ahol a talajvízszint magas. A módszer elve, hogy a talajvíz szintjét mesterségesen megemelik, így a talaj a növények gyökérzete alól kap nedvességet. Az ilyen rendszerek gyakran mélyföldeken, folyóvölgyekben találhatók meg, és általában talajvíz-lecsapoló rendszerekhez kapcsolódnak. Szivattyúkból, csatornákból, duzzasztókból és zsilipekból álló rendszer növeli vagy csökkenti egy vizesárok-hálózat – és ezáltal a talaj vízszintjét.

A felszín alatti öntözést gyakran alkalmazzák üvegházaknál. A víz alulról kerül a növényekhez, a felesleget visszagyűjtik. A tápanyagban dúsított vizet általában rövig ideig, 10-20 percig egy tartályba vagy egy árokba vezetik, majd a felesleget visszaszivattyúzzák későbbi felhasználás céljára. Az üvegházak felszín alatti öntözése meglehetősen bonyolult és drága berendezéseket és üzemeltetést igényel. Előnye a víz- és tápanyag-takarékosság, valamint az automatizálás miatt a csökkent élőmunkaigény.

Kézi öntözés

Ez az öntözési mód minimális infrastruktúrát, de nagy élőmunkát igényel. Vizeskannás öntözés található egyes afrikai országok nagyvárosai körüli gazdálkodásban.

Automata kannás öntözés

A kézi kannás öntözés mellett létezik annak egy természetes, automatikus változata is. A földkeverékbe vezetett poliészter szalagok segítségével egy vízzel megtöltött edényből folyamatos öntözés biztosítható.