Irrigatie
Er zijn verschillende methoden van irrigatie. Ze verschillen in de manier waarop het water aan de planten wordt toegediend. Het doel is het water zo gelijkmatig mogelijk op de planten aan te brengen, zodat elke plant de hoeveelheid water krijgt die hij nodig heeft, niet te veel en niet te weinig. Onder irrigatie kan ook worden verstaan of het een aanvulling is op regenval, zoals in vele delen van de wereld gebeurt, of dat het een “volledige irrigatie” is, waarbij de gewassen zelden afhankelijk zijn van enige bijdrage van regenval. Volledige irrigatie komt minder vaak voor en vindt alleen plaats in dorre landschappen waar zeer weinig neerslag valt, of wanneer gewassen worden verbouwd in semi-aride gebieden buiten alle regenseizoenen.
Oppervlakte-irrigatieEdit
Oppervlakte-irrigatie, ook wel zwaartekracht-irrigatie genoemd, is de oudste vorm van irrigatie en wordt al duizenden jaren toegepast. Bij oppervlakte- (ploeg-, overstromings-, of waterbekken-) irrigatiesystemen beweegt het water over het oppervlak van het landbouwland om het te bevochtigen en in de bodem te infiltreren. Het water beweegt door de zwaartekracht of de helling van het land te volgen. Oppervlakte-irrigatie kan worden onderverdeeld in ploeg-, randstrook- of bassinirrigatie. Het wordt vaak overstromingsirrigatie genoemd wanneer de irrigatie leidt tot overstroming of bijna overstroming van het bewerkte land. Oppervlakte-irrigatie is van oudsher de meest gebruikte methode om landbouwgrond te irrigeren en wordt in de meeste delen van de wereld nog steeds toegepast.
Wanneer het waterpeil van de irrigatiebron het toelaat, wordt het niveau gecontroleerd door dijken, meestal afgedekt met grond. Dit is vaak het geval in terrasvormige rijstvelden (rijstvelden), waar de methode wordt gebruikt om het waterpeil in elk afzonderlijk veld onder water te zetten of te regelen. In sommige gevallen wordt het water gepompt, of door menselijke of dierlijke kracht tot op het landniveau gebracht. Het rendement van oppervlakte-irrigatie is doorgaans lager dan dat van andere vormen van irrigatie.
Oppervlakte-irrigatie wordt in bepaalde gebieden zelfs gebruikt om landschappen van water te voorzien, bijvoorbeeld in en rond Phoenix, Arizona. Het bevloeide gebied is omgeven door een berm en het water wordt geleverd volgens een schema dat is vastgesteld door een lokaal irrigatiedistrict.
Micro-irrigatieEdit
Micro-irrigatie, soms ook wel gelokaliseerde irrigatie genoemd, is een systeem waarbij water onder lage druk wordt verdeeld via een leidingnet, in een vooraf bepaald patroon, en wordt toegepast als een kleine lozing op elke plant of ernaast. Traditionele druppelirrigatie met individuele emitters, ondergrondse druppelirrigatie (SDI), micro-spray of micro-sprinklers, en mini-bubblerirrigatie behoren allemaal tot deze categorie van irrigatiemethoden.
DruppelirrigatieEdit
Drip (of micro) irrigatie, ook wel druppelirrigatie genoemd, functioneert zoals de naam al doet vermoeden. In dit systeem valt water druppelsgewijs precies op de plaats van de wortels. Het water wordt druppelsgewijs toegediend op of in de buurt van de wortelzone van planten. Deze methode kan de meest waterefficiënte methode van irrigatie zijn, mits goed beheerd, verdamping en afspoeling worden geminimaliseerd. De waterefficiëntie van druppelirrigatie in het veld ligt gewoonlijk tussen de 80 en 90 procent bij een correct beheer.
In de moderne landbouw wordt druppelirrigatie vaak gecombineerd met plastic mulch, waardoor de verdamping nog verder wordt teruggedrongen, en is het ook de manier om meststoffen toe te dienen. Dit proces staat bekend als fertigatie.
Diepe percolatie, waarbij het water zich onder de wortelzone verplaatst, kan optreden als een druppelsysteem te lang wordt gebruikt of als de toedieningssnelheid te hoog is. Druppelbevloeiingsmethoden variëren van zeer geavanceerd en geautomatiseerd tot low-tech en arbeidsintensief. Meestal is een lagere waterdruk nodig dan voor de meeste andere systemen, met uitzondering van energiezuinige center pivot systemen en oppervlaktebevloeiingssystemen, en het systeem kan worden ontworpen voor uniformiteit in een veld of voor een precieze waterafgifte aan afzonderlijke planten in een landschap met een mix van plantensoorten. Hoewel het moeilijk is om de druk op steile hellingen te regelen, zijn er drukcompenserende emitters beschikbaar, zodat het veld niet waterpas hoeft te zijn. High-tech oplossingen omvatten nauwkeurig gekalibreerde emitters langs lijnen van buizen die uit een geautomatiseerde set kleppen komen.
Besproeiing
Nadere informatie: Beregeningssproeier
Bij beregening of beregening boven het hoofd wordt water naar een of meer centrale plaatsen op het veld geleid en door hogedruksproeiers of -kanonnen boven het hoofd verspreid. Een systeem met sprinklers, sproeiers, of kanonnen gemonteerd boven het hoofd op permanent geïnstalleerde stijgleidingen wordt vaak aangeduid als een vaste-set irrigatiesysteem. Hogedruk sproeiers die roteren worden rotoren genoemd en worden aangedreven door een kogelaandrijving, tandwielaandrijving, of slagmechanisme. Rotors kunnen worden ontworpen om te draaien in een volledige of gedeeltelijke cirkel. Guns zijn vergelijkbaar met rotors, behalve dat zij in het algemeen werken bij zeer hoge drukken van 275 tot 900 kPa (40 tot 130 psi) en debieten van 3 tot 76 L/s (50 tot 1200 US gal/min), gewoonlijk met sproeidiameters in het bereik van 10 tot 50 mm (0.5 tot 1.9 in). Spuitpistolen worden niet alleen voor irrigatie gebruikt, maar ook voor industriële toepassingen zoals stofonderdrukking en houtkap.
Sprinklers kunnen ook worden gemonteerd op bewegende platforms die met een slang met de waterbron zijn verbonden. Automatisch bewegende systemen op wielen, bekend als rijdende sproeiers, kunnen gebieden zoals kleine boerderijen, sportvelden, parken, weilanden en begraafplaatsen zonder toezicht besproeien. De meeste van deze systemen maken gebruik van een slang van polyethyleen die op een stalen trommel is gewikkeld. Terwijl de slang op de trommel wordt gewikkeld, aangedreven door het irrigatiewater of een kleine gasmotor, wordt de sproeier over het veld getrokken. Wanneer de sproeier weer bij de haspel is aangekomen, schakelt het systeem uit. Dit type systeem is bij de meeste mensen bekend als een “waterreel” reizende irrigatie sprinkler en ze worden veel gebruikt voor stofonderdrukking, irrigatie, en land toepassing van afvalwater.
Andere reizigers gebruiken een platte rubberen slang die wordt meegesleept terwijl de sprinkler platform wordt getrokken door een kabel.
Center pivotEdit
Center pivot irrigatie is een vorm van beregening waarbij gebruik wordt gemaakt van verschillende segmenten van buizen (meestal gegalvaniseerd staal of aluminium) die met elkaar zijn verbonden en worden ondersteund door spanten, gemonteerd op verrijdbare torens met sproeiers langs de lengte.Het systeem beweegt in een cirkelvormig patroon en wordt gevoed met water vanuit het draaipunt in het midden van de cirkelboog. Deze systemen worden gevonden en gebruikt in alle delen van de wereld en maken irrigatie van alle soorten terrein mogelijk. Nieuwere systemen hebben druppelsproeikoppen zoals te zien is in de afbeelding die volgt.
Vanaf 2017 hebben de meeste center pivot systemen druppels die hangen aan een U-vormige pijp die aan de bovenkant is bevestigd met sproeikoppen die een paar meter (maximaal) boven het gewas zijn geplaatst, waardoor verdampingsverliezen worden beperkt. Druppels kunnen ook worden gebruikt met sleepslangen of bubblers die het water rechtstreeks op de grond tussen de gewassen storten. Gewassen worden vaak in een cirkel geplant om zich aan te passen aan de center pivot. Dit type systeem staat bekend als LEPA (Low Energy Precision Application). Oorspronkelijk werden de meeste center pivots aangedreven door water. Deze werden vervangen door hydraulische systemen (T-L Irrigation) en door systemen met elektromotoren (Reinke, Valley, Zimmatic). Veel moderne pivots zijn uitgerust met GPS-apparatuur.
Irrigatie door zijdelingse verplaatsing (zijwaartse rol, wiellijn, wheelmove)Edit
Een serie buizen, elk met een wiel van ongeveer 1,5 m diameter dat permanent aan het middelpunt is bevestigd, en sproeiers langs de lengte, zijn aan elkaar gekoppeld. Aan één uiteinde wordt water toegevoerd met behulp van een grote slang. Nadat een strook van het veld voldoende is besproeid, wordt de slang verwijderd, het water uit het systeem afgetapt en het geheel met de hand of met een speciaal daarvoor gebouwd mechanisme opgerold, zodat de sproeiers op een andere plaats op het veld komen te staan. De slang wordt weer aangesloten.
De installatie van dit systeem is minder duur dan die van een center pivot, maar de bediening ervan is veel arbeidsintensiever – het systeem verplaatst zich niet automatisch over het veld: het sproeit water in een stilstaande strook, moet worden afgetapt en vervolgens naar een nieuwe strook worden gerold. De meeste systemen gebruiken aluminium buizen met een diameter van 100 of 130 mm (4 of 5 inch). De pijp dient zowel als watertransport en als as voor het draaien van alle wielen. Een aandrijfsysteem (vaak in de buurt van het centrum van de wiellijn) laat de samengeklemde pijpsecties draaien als één enkele as, waardoor de hele wiellijn rolt. Handmatige bijstelling van de individuele wielstanden kan noodzakelijk zijn als het systeem verkeerd uitgelijnd raakt.
Wielleidingsystemen zijn beperkt in de hoeveelheid water die ze kunnen transporteren, en beperkt in de hoogte van de gewassen die kunnen worden geïrrigeerd. Een nuttige eigenschap van een lateraal verplaatsingssysteem is dat het uit secties bestaat die gemakkelijk kunnen worden losgekoppeld, zodat het zich aan de vorm van het veld kan aanpassen terwijl de leiding wordt verplaatst. Ze worden meestal gebruikt voor kleine, rechtlijnige, of vreemd gevormde velden, heuvelachtige of bergachtige gebieden, of in regio’s waar arbeid is goedkoop.
Gazon sprinkler systemenEdit
Een gazon sprinkler systeem is permanent geïnstalleerd, in tegenstelling tot een slange-eind sprinkler, die draagbaar is. Sprinklersystemen worden geïnstalleerd in residentiële gazons, in commerciële landschappen, voor kerken en scholen, in openbare parken en begraafplaatsen, en op golfbanen. De meeste van de componenten van deze irrigatiesystemen zijn verborgen onder de grond, omdat esthetiek zijn belangrijk in een landschap. Een typisch gazon sprinkler systeem zal bestaan uit een of meer zones, beperkt in omvang door de capaciteit van de waterbron. Elke zone bestrijkt een bepaald deel van het landschap. Delen van het landschap zal meestal worden verdeeld door microklimaat, soort plantmateriaal, en het type van irrigatie-apparatuur. Een landschap irrigatie systeem kan ook zones met druppelirrigatie, bubblers, of andere soorten apparatuur naast sprinklers.
Hoewel handmatige systemen worden nog steeds gebruikt, kunnen de meeste gazon sprinkler systemen automatisch worden bediend met behulp van een irrigatie-controller, ook wel een klok of timer. De meeste automatische systemen maken gebruik van elektrische magneetventielen. Elke zone heeft een of meer van deze kleppen die zijn aangesloten op de controller. Wanneer de controller stuurt stroom naar de klep, de klep opent, waardoor het water naar de sproeiers in die zone.
Er zijn twee hoofdtypen van sproeiers gebruikt in gazon irrigatie, pop-up sproeikoppen en rotoren. Sproeikoppen hebben een vast sproeipatroon, terwijl rotoren een of meer sproeistromen hebben die roteren. Sproeikoppen worden gebruikt om kleinere oppervlakken te besproeien, terwijl rotors worden gebruikt voor grotere oppervlakken. Golfbaanrotors zijn soms zo groot dat een enkele sproeier wordt gecombineerd met een klep en een “klep in kop” wordt genoemd. Bij gebruik in een grasveld worden de sproeiers geïnstalleerd met de top van de kop gelijk met het grondoppervlak. Wanneer het systeem onder druk wordt gezet, komt de kop uit de grond en besproeit de gewenste zone totdat de klep sluit en die zone afsluit. Zodra er geen druk meer is in de zijlijn, zal de sproeikop zich terug in de grond trekken. In bloembedden of heesterzones kunnen sproeiers op bovengrondse stijgleidingen worden gemonteerd of er kunnen nog hogere pop-up sproeiers worden gebruikt en vlak worden geïnstalleerd, zoals in een gazon.
Slangen sproeiersEdit
Er zijn vele soorten sproeiers. Veel van deze sproeiers zijn kleinere versies van de grotere landbouw- en landschapssproeiers en zijn zo ontworpen dat ze met een typische tuinslang kunnen werken. Sommige hebben een spijker basis waardoor ze tijdelijk worden geplakt in de grond, terwijl anderen hebben een slee basis ontworpen om te worden gesleept, terwijl aangesloten op de slang.
SubirrigatieEdit
Subirrigatie is gebruikt voor vele jaren in veldgewassen in gebieden met een hoge grondwaterstand. Het is een methode om het grondwaterpeil kunstmatig te verhogen, zodat de grond onder de wortelzone van de planten kan worden bevochtigd. Vaak worden deze systemen geplaatst op blijvend grasland in laagland of riviervalleien en gecombineerd met drainage-infrastructuur. Een systeem van pompstations, kanalen, stuwen en poorten maakt het mogelijk het waterpeil in een netwerk van sloten te verhogen of te verlagen en zo de grondwaterspiegel te beheersen.
Subirrigatie wordt ook gebruikt in de commerciële kassenbouw, meestal voor planten in potten. Het water wordt van onderaf aangevoerd, door de planten naar boven geabsorbeerd, en het overschot wordt opgevangen voor hergebruik. Gewoonlijk overstroomt een oplossing van water en voedingsstoffen een bak of stroomt door een goot gedurende een korte periode, 10-20 minuten, en wordt dan teruggepompt in een opslagtank voor hergebruik. Subirrigatie in kassen vereist tamelijk geavanceerde, dure apparatuur en management. De voordelen zijn de besparing van water en voedingsstoffen en de besparing van arbeid door minder systeemonderhoud en automatisering. Het principe en de werking zijn vergelijkbaar met die van ondergrondse bassins.
Een andere vorm van subirrigatie is de zelfbewaterende container, ook wel subirrigatiebak genoemd. Deze bestaat uit een plantenbak die boven een reservoir hangt met een soort lontmateriaal, zoals een polyester koord. Het water wordt door capillaire werking door de lont naar boven gezogen. Een soortgelijke techniek is het wicking bed; ook hierbij wordt gebruik gemaakt van capillaire werking.
Ondergrondse textielirrigatieEdit
Subsurface Textile Irrigation (SSTI) is een technologie die speciaal is ontworpen voor subirrigatie in alle bodemtexturen, van woestijnzand tot zware klei. Een typisch sub-surface textielirrigatiesysteem bestaat uit een ondoordringbare basislaag (gewoonlijk polyethyleen of polypropyleen), een druppelleiding die langs die basis loopt, een laag geotextiel bovenop de druppelleiding en, tenslotte, een smalle ondoordringbare laag bovenop het geotextiel (zie diagram). In tegenstelling tot standaard druppelirrigatie is de afstand tussen de druppelaars in de druppelleiding niet kritisch, aangezien het geotextiel het water langs het weefsel tot op 2 m van de druppelaar verplaatst. De ondoordringbare laag creëert effectief een kunstmatige watertafel.