スプリンクラー ドロップが低いため、水とエネルギーを節約できます

著者は、灌漑農業研究普及センターにある生物システム工学科の准教授です ワシントン州プロッサー

溝内の水の動きを制限する溝堤防への侵食を最小限に抑えるために、ドラッグ ソックスを使用して条作物に LEPA が使用されています。

センターピボットが最初に導入されたとき、彼らはパイプの上に高圧インパクトスプリンクラーを使用しました.これらのスプリンクラーは、適切に動作するために 1 平方インチあたり 40 から 60 ポンド (psi) を必要とし、20 から 30 フィートの間隔で配置され、キャッチカン テストで測定した灌漑効率は約 60% でした。

現在、ほとんどのセンター ピボットは、中間高さスプレー アプリケーション (MESA) を使用しています。これらのスプリンクラーは通常、15 ～ 20 psi の圧力調整器を使用し、約 10 フィートの間隔で互いに非常に狭い間隔で配置され、灌漑の適用効率は通常、約 80 ～ 85 パーセントで測定されます。

Low Energy Precision Application (LEPA) と Low Elevation Spray Application (LESA) では、さらに一歩進んで 6 ～ 10 psi の圧力調整器を使用します。スプリンクラー ドロップは 5 フィート以下の間隔で配置され、灌漑の適用効率は約 96 に改善されます。キャノピーを使用せずにキャッチカンテストで測定したパーセント。スプリンクラーの落差を下げると、効率が向上し、エネルギーの使用量が少なくなります。ただし、水を均一に分配するには、より多くの滴が必要です。

LEPA は、センター ピボットまたはリニア ムーブのスプリンクラー構成を変更したもので、非常に低い圧力で水を土壌表面に直接流す (ドリブルする) ことで、蒸発と風によるドリフトの損失を最小限に抑え、揚水エネルギーと水を大幅に節約します。

LESA も同様の変更ですが、吊り下げられたスプリンクラーまたはスプレー ヘッドを使用して水を広げ、LEPA よりも少し均一に適用し、水が土壌に浸透する時間を長くします。その結果、不均一性、作物の発芽、またはLEPAと比較して池や流出の問題が少なくなります。したがって、さまざまな作物、列の向き、および耕うんシステムで、LEPA よりも柔軟に対応できます。

とうもろこし畑で活動するLESA。間隔が狭いため、キャノピーが塗布パターンを乱すため、広い間隔での MESA の典型的な均一性の問題が解消されます。キャノピーは定期的に頭を持ち上げましたが、列が円形に植えられていなくても、目立った均一性の問題は観察されませんでした.

測定された節水量

MESA と LESA の灌漑効率と均一性の違いを評価するために、キャッチ カンを使用してテストが行​​われました。これらのテストは、さまざまな気象条件の下で 10 回行われ、缶の開口部が土壌表面と同じ高さになるように缶を掘りました。これらの実験では、MESA ノズルから出る水の平均 81% がキャッチ カンに集められました。

比較すると、LESA ノズルから出た水の平均 96% がキャッチ カンに集められました。これらの違いは静的に有意であり、MESA と比較した場合、LESA では地面に到達する水が 18% 多いことに変換されます。これらの差は、LEPA または LESA スプリンクラーが林冠内で作動する場合、さらに大きくなる可能性があります。

LESA スプリンクラーは、散布の均一性がかなり劣っていました。ただし、スプリンクラーが互いに十分に接近しているため、土壌が水を横方向に移動させる能力と、作物の根が水に向かって成長する能力が、小規模でのこの均一性の欠如を補うことができるため、これはあまり重要ではありません.これは、5 フィートごとに湿った畝間 (30 インチの間隔で 1 つおきの列を灌漑) で条作物に適切に灌漑できる方法と比較することができます。アルファルファのような根の深い作物は、変動が LEPA や LESA のような小規模である場合、不均一な水分布に対して特に回復力があります。

制限があります

LEPA、およびそれほどではないが LESA は、同じ量の水をピボット パスよりも小さい半径内で、短時間で土壌に適用します。その結果、すでに流出が問題になっている急勾配の畑やきつい土壌では、水の流出のリスクが高まります。これらのタイプの畑は、流出の可能性の上昇を制限する耕うんまたは残留物管理慣行を最初に変更せずに、おそらく LEPA または LESA に変換すべきではありません。スプリンクラーあたりの流量が少ないということは、ピボット全体でより小さいサイズのノズルが使用されることも意味します。これらは、水中の破片サイズを小さくするために水をろ過しない限り、簡単に詰まる可能性があります.

LEPAはミントに使用されています。この設定により、必要に応じて作物の発芽を改善するために MESA に戻すことができます。

陽性の検査結果

LEPA と LESA は、カンザス州とテキサス州でほぼ 20 年間使用されてきました。これは、これらの地域での非常に深刻な水不足が原因です。ポンプで汲み上げたガロンあたりにより多くの水を土壌に与えることは、収量の改善と利益の増加につながります。

過去 4 年間、太平洋岸北西部で試行と実証プロジェクトが進行中です。これらの試行の多くでは、ピボットの最後のスパンは、ピボットの残りの部分と比較する目的で、LESA または LEPA に変換されました。栽培された作物には、チモシー干し草、アルファルファ、草の種、豆、ミント、サイレージ コーン、大麦、ジャガイモ、小麦が含まれます。スプリンクラーのヘッドを引きずって作物を通過させても、作物に目に見える損傷はありませんでした。

生産者からのフィードバックはおおむね肯定的です。自分の農場で実演されたのを見た人のほぼ全員が、LESA または LEPA の使用を拡大しています。特にアイダホ州では、水利権の裁判所命令による削減が行われており、生産者はピボットを LESA に切り替え始めています。ミント栽培者は、植物の葉からミントオイルを洗い流すスプリンクラーからの水が原因である可能性が高いミントオイルの収率が高いという補助的な利点のために、ピボットをLEPAに変換しています.

土壌が特に砂質である (土壌内で横方向に水を移動することができない) 地域や、特に浅い根域で作物を栽培している場合は、スプリンクラー ドロップ間の間隔を狭くする (2.5 ～ 3 フィート) 必要がある場合があります。 . LESA スプリンクラー スプレー プレートの交換は簡単です。多くの場合、別のプレートをノズルからの流れにさらすために、それらを逆さまにするだけです。これにより、ぬれ半径が広がります。もう 1 つの方法は、作物の発育の特定の段階で水をより上方に噴霧して、水の分配の均一性に関する潜在的な問題を補うことです。

風の漂流損失は、MESA セクションの下でかなり目に見え、噴霧ヘッドが小麦キャノピーの上部より下にある LESA セクションでは実際には存在しません。

費用分担の可能性

LEPA または LESA は、より多くのドロップ ホース、スプリンクラー、および圧力調整器を使用するため、多くの要因に応じて、1 スパンあたり約 1,000 ドルと推定されるわずかに高い設備コストがあります。これらのコストは、より低い圧力でより効率的にポンプを再加工するコストを考慮したとしても、ポンプだけでエネルギーを節約することによって、時間の経過とともに支払うことができます。十分な水がなく、作物への灌漑不足を余儀なくされている生産者は、作物により多くの水を与えることができるため、収量と作物の品質が向上するため、LEPA または LESA に切り替えることで最大の経済的利益を実現できます。

土地と設備の所有、作付け、栽培、作物の収穫のすべての固定費がかなり一定である場合、収量と作物の品質が向上すると、栽培者の利益率が不釣り合いに大きくなる可能性があります。さらに、LEPA と LESA は生産者に利益をもたらすだけでなく、水とエネルギーの節約を通じて一般の人々にも利益をもたらすことができます。

あなたが住んでいる場所に応じて、MESA から LESA への変換費用を喜んで負担する組織がいくつかあります。これらには、地元の電力会社、USDA National Resource Conservation Service (NRCS)、および場合によっては地元の保護地区を通じて、Bonneville Power Administration のリベートが含まれます。ピボットの変換を開始する前に、これらの組織に連絡して、潜在的な費用分担プログラムについて尋ねてください。

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この記事は Hay &Forage Grower の 2017 年 2 月号に掲載されました 10ページと11ページ。

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