Automatizált felszín alatti csepegtető öntözés: gyakorlati útmutató magyar gazdák számára

Az automatizált felszín alatti csepegtető öntözés (SDI) eltemetett csepegtető vezetékeken keresztül juttatja ki a vizet és a tápanyagokat közvetlenül a gyökérzónába, elősegítve ezzel a magas hozamot és a hatékony erőforrás-felhasználást. Magyarországon, ahol változatosak az éghajlati viszonyok és talajszerkezetek, ez a módszer különösen előnyös lehet. A régióban gyakori növények, mint a kukorica, napraforgó és az alma esetében az SDI optimalizálja a vízfelhasználást a forró, száraz nyári hónapokban. Ezt alátámasztja dr. Láng Vince tapasztalata, hiszen saját gazdaságában is már a Poliext Kft rendszerét használja.

Ez az útmutató egyértelmű, gyakorlati útitervet nyújt a gazdáknak az automatizált SDI rendszerek értékeléséhez, bevezetéséhez és üzemeltetéséhez. Az alapvető szűrésre, automatizálásra, tápoldatozásra, átlátható költségtervezésre, gondos karbantartásra és hatékony meghibásodáscsökkentésre összpontosítva megalapozott befektetési döntéseket hozhat, és stabilizálhatja növényei termésátlagát korunk egyre szélsőségesebb időjárási körülményei között is!

1. Szűrőrendszerek: a megbízható SDI rendszer szíve

A talajfelszín alatt elhelyezkedő csepegtető vezetékek nagyon érzékenyek a részecskék által okozott eltömődésre. Megfelelő szűrés nélkül az egyenletes vízellátás romlik, ami veszélyezteti a növények egészségét és a terméshozamot. Annak meghatározása, hogy milyen finomságú
(100 – 130 micron) vagy tulajdonságú szűrőt építünk a rendszerbe, a vízforrás típusától és a vízkijuttató egység méretétől függ. Minél kevesebb víz hagyja el a rendszert adott csepptestnél, annál finomabb szűrő szükséges.

Poliext 2025 Zalai projekt szűrőberendezése –  Fotó: Poliext Kft.

Szűrési típusok

• A mediaszűrők (közegszűrő) leginkább a durva szennyeződéseket (>100–200 µm) szűrik ki. Az automatikus visszamosással ellátott többrétegű homokágy elengedhetetlen az iszap és a szerves anyagok eltávolításához, mielőtt azok eljutnának a finomabb szűrőkhöz.
  Élővízből vagy víztározóból történő öntözés esetén használatuk elengedhetetlen!
  Ezeknek a szűrőknek a használatakor szintén figyelmet kell fordítani az alkalmazott közeg tulajdonságaira is. Legtöbbször egy durvára darált gránit és szűrőhomok egyvelegét alkalmazzuk, azonban a vízminőségtől függően változtatni kell az elegy összetételét is.

• A lamellás szűrők egymásra helyezett polietilén tárcsák segítségével 50–130 µm-es részecskéket is kiszűrnek. Kiválóan eltávolítják a homokszűrőkön átjutó szennyeződéseket és szerves maradványokat.

• Az acélhálós szűrők leginkább a tápoldatozó egységek előtt kerülnek beszerelésre másodlagos szűrőként, hogy megvédjék az injektorokat a nagyobb részecskéktől.

• A hydrociklonok (homokleválasztó) centrifugális erő segítségével segítenek a homokszennyeződést kiválasztani a vízből. Kútból történő öntözés esetén beépítésük kötelező, hiszen minden ilyen esetben feljut valamennyi homok az öntözővízzel együtt. A vízkijuttató egységek érzékenysége miatt akkor is szükséges ezen szűrők beépítése, ha szabad szemmel nem látjuk a homokszemcsék leülepedését a vízvizsgálat során.

Rutin karbantartás

• Napi: Ellenőrizze a nyomásmérőket minden szűrőfokozatnál; automatikus visszamosás, ha a nyomáskülönbség meghaladja a 0,5 – 1 bar-t. – Ez az értékrendszertől függően kerül meghatározásra és beállításra

• Heti: Ha a visszamosás nem állítja vissza a teljes áramlást, tisztítsa meg kézzel a szűrőbetéteket.

• Évente: Vízminőségtől függően 18 – 24 havonta cserélje ki a médiaszűrők felső homokrétegét, hogy megakadályozza az eltömődést.

A szűrés elhanyagolásának kockázatai

Az eltömődött emitterek csökkentik az egyenletességet, ami egyes növényeknél szárazság okozta stresszt, másoknál pedig víztelítettséget eredményezhet. Bár a sorok végén beépített csapok segítségével történő öblítés segít eltávolítani a lerakodások egy részét, felhalmozódásuk költséges csepegtetőcső cseréhez vezethetnek.

2. Automatizálási architektúra: érzékelők, vezérlők és adatok

Az automatizálás az SDI-t a manuális rendszerek közül kiemelve, egy adatvezérelt rendszerhez vezeti, amely valós időben, előre meghatározott keretek között, önállóan szabályozza az öntözést.

Főbb alkatrészek

• A gyökérmélységbe és gyakran az alá telepített többszintes talajnedvesség-érzékelők (kapacitív, TDR vagy tenziós) adatot szolgáltatnak a talaj víztartalmát illetően.

• Az áramlás- és nyomásmérők a várt értékektől való eltéréseket figyelve észlelik a szivárgásokat vagy eltömődéseket.

• Az időjárás állomások segítségével azonnali információkat kaphatunk a rendszerünket körbeölelő mikroklímával kapcsolatban. Ezek alapján tovább finomítható az öntözés vagy speciális rendszerek (például párásítók egy gyümölcsösben) pontos üzemeltetése válik lehetővé.

• A központi vezérlő (PLC vagy dedikált öntözésvezérlő) végrehajtja az ütemterveket, feldolgozza az érzékelők adatait és elindítja a szelepek működését.

• A távoli felügyeleti platformok GSM, LoRaWAN vagy NB-IoT segítségével telemetriai adatokat küldenek a felhőalapú irányítópultokra trendelemzés és riasztások céljából.

Kommunikáció és vezérlés

• A Modbus RTU/TCP megbízható vezetékes kapcsolatot biztosít elektromosan zajos környezetben.

Zónavezérlő szelepek másodlagos szűréssel (Beüzemelés előtt) – Forrás: Poliext Kft.

• A LoRaWAN/NB-IoT nagy hatótávolságú, alacsony fogyasztású vezeték nélküli kapcsolatokat kínál, amelyek ideálisak szétszórt területeken a különböző zónák vezérlésére.

• Az ütemezési logika az egyszerű küszöbérték-kiváltóktól (pl. öntözés, ha a talaj nedvességtartalma X% alá csökken) a fejlett modellekig terjed, amelyek időjárás-előrejelzéseket és terméshozam-együtthatókat integrálnak a dinamikus beállításokhoz.
  Igény esetén akár előre programozott betegség modellek is használhatóak, melyek segítenek a növényvédelem tökéletes időzítésében, ezzel is hozzájárulva a költségcsökkentéshez.

3. Tápanyagutánpótlási képességek: precíz tápanyag-adagolás öntözéssel egy menetben

A tápanyagutánpótlás integrálásával a szükséges makro- és mikroelemek közvetlenül a gyökérzónába juttathatóak, ezzel növelve a felvétel hatékonyságát és csökkentve a pazarlást. Pénzt és időt spórolhatunk magunknak, miközben a környezeti terhelést is csökkentjük, mivel az öntözéssel egyidőben kijutatott tápanyagokat a növények nagyban képesek hasznosítani.
Korábban ez a fajta technológia inkább az üveg- és fóliaházakra volt jellemző, ma már azonban a megfelelő tapasztalat és tudás birtokában bárki kiépítheti magának az ilyesfajta rendszereket. Legyen szó akár az egyszerűbb, az öntözőrendszer saját hidraulikai energiájával hajtott Venturi-injektorokról, vagy a komplex tudást igénylő, több komponensű tápoldatozókról.

 Egyszerű szűrő- és tápoldatozó rendszer – Fotó: Poliext Kft.

Injekciós technológiák

• A Venturi-injektorok nyomáskülönbségeken alapulnak – olcsók, de érzékenyek a vezetéknyomás-ingadozásaira. Segítségükkel egy tartályból tudunk előre kevert törzsoldatot felszívni és bejuttatni a rendszerbe.

• A tápoldatozók szivattyúk és szelepek segítségével egyenletes adagolást és programozható befecskendezési profilokat kínálnak. Előre meghatározott EC és pH célértékek alapján dolgoznak, több tartályból, így biztosítva az előkészített receptúra eljuttatását a növényekhez.

Vannak kritikus szempontok, amiket be kell tartani egy tápoldatozó rendszer üzemeltetésekor. Ellenőrizni kell a műtrágya oldhatóságát, hiszen a nem megfelelően oldódott műtrágya részecskék könnyen dugulást okozhatnak a csepegtető testekben. Kerülni kell a foszfátok és szulfátok keverését kalcium- vagy magnézium-műtrágyákkal ugyanabban az injekciós tételben, hogy ne keletkezzen csapadék.

Egy kevésbé kritikus, ám a rendszer élettartamát nagyban befolyásoló szempont, hogy tápoldatozást követően a rendszert érdemes tovább járatni tiszta öntözővízzel, 2:1 arányban (40 perc tápoldat, 20 perc tiszta víz). Ezzel megakadályozhatjuk, hogy a rendszerben maradt műtrágya kicsapódjon a következő öntözési ciklusig és dugulást okozzon.

4. Üzemeltetési költségek: kategóriák és szempontok

A precíziós öntözési rendszerek egyik nagy előnye, hogy üzemeltetési- és karbantartási költségeik jóval a hagyományos rendszerek alatt helyezkednek el. Mivel a költségek pontos adatai nagyban függenek a rendszer- és a gazdaság méretétől, elhelyezkedésétől, ezért ahelyett, hogy rögzített számokat idéznék, a főbb költségkategóriákat vázolom fel. Ezalapján Ön a helyi árak és feltételek alapján reális költségvetést állíthat össze:

• Energia (szivattyúzás): A szivattyúzási magasságtól, a szükséges nyomástól (SDI esetén körülbelül 3.5 – 5 bar a szűrő előtt) és a helyi villamosenergia-áraktól függ.
  A várható költségek kiszámításához szükségünk lesz 1 kWh elektromos áram árára, a szivattyú által óránként elhasznált elektromos áram mennyiségére és egy teljes öntözési kör idejére, órában meghatározva. Az így kapott értéket felszorozzuk a teljes öntözési szezon idejével, így megkaphatjuk a várható költséget.
  
  A precíziós öntözőrendszerek könnyen szakaszolhatóak, ezáltal energiatakarékosabb szivattyúk is könnyedén betervezhetőek, hogy ezzel is csökkentsük a várható költségeket.

• Szűrőkarbantartás: Automata szűrők esetében nem szükséges külön tétellel számolni. Félautomata vagy manuális szűrőknél azonban kell egy ember, aki havonta 1 – 2 alkalommal megbízhatóan ellenőrzi és kitakarítja a területen lévő eszközt.

• Érzékelők és műszerek kalibrálása: A talajnedvesség-érzékelők, áramlásmérők és nyomásérzékelők rendszeres kalibrálása vagy cseréje elengedhetetlen a megbízható működéshez. Az ellenőrzés otthonról, egy számítógépről vagy telefonról is könnyen elvégezhető.

• Tápoldatozó berendezések karbantartása: A szivattyúk és befecskendezők rendszeres karbantartást, alkatrészcserét és esetenkénti felújítást igényelnek az adagolás pontosságának fenntartása érdekében.

• Munkaerő: A napi rendszerellenőrzésekre, havi szűrővizsgálatokra, szezonális kalibrálásokra és sürgősségi javításokra fordított idő. A munkaerőigény a rendszer méretével és az automatizáltság szintjével arányos.

Költségvetési tippek:

1. Számítsa ki a szivattyúzás energiaszükségletét a rendszer áramlási sebességének és nyomásmagasságának a tarifával történő megszorzásával.
2. Kövesse nyomon a szűrő visszamosási vízmennyiségét és a szűrőbetétek cseréjének időközét, hogy megbecsülje a várható költségeket.
3. Rögzítse a kalibrálási vagy a műszerek karbantartásához szükséges házon belüli munkaórákat.

5. A rendszer karbantartása: reakció helyett megelőzés!

A proaktív karbantartási ütemterv biztosítja az öntözőrendszer egységességét, és hatékonyan előzi meg, hogy kisebb problémákból költséges meghibásodások alakuljanak ki.

Egész szezonban mellőzött szűrőbetétek – Fotó: Poliext Kft.

Naponta célszerű ellenőrizni a vezérlő naplóit, különös figyelmet fordítva a szokatlan nyomás- vagy áramlási értékekre, illetve a szűrők körüli nyomásmérők állapotára.
Hetente szükséges szemrevételezni a szűrőházakat, a szelepeket, valamint az érzékelők és kábelcsatlakozások állapotát, hogy az esetleges hibák időben felfedezhetők legyenek.

Havonta ajánlott elvégezni a manuális tisztítást igénylő szűrőbetétek takarítását, ezt követően pedig a rendszer átfogó öblítését, hogy a csepegtetőcsöveken lerakódott szennyeződéseket eltávolítsuk; ezt a műveletet az öntözővíz minősége alapján esetenként gyakrabban is szükséges végrehajtani!

Az öntözési szezon megkezdése előtt fontos az összes érzékelő és működtető kalibrálása, továbbá egy enyhe savas teljes rendszeröblítés végrehajtása, hogy feloldjuk az esetlegesen képződött ásványi lerakódásokat.

A szezon végén elengedhetetlen a vezetékek és egyéb rendszerelemek leengedése és kiöblítése, így eltávolíthatjuk a bent maradt műtrágyát, és megelőzhetjük a fagy miatti károsodásokat. Ilyenkor szükséges a közegszűrő minden alkatrészének teljes öblítése, majd kiszárítása is. Így meggátolhatjuk, hogy a nedvesen maradt közegben káros organizmusok szaporodjanak fel.

Poliext Kft. csepegtetőcső-fektető szerszám – Fotó: Poliext Kft.

6. Meghibásodási módok és kockázatcsökkentési stratégiák

Egy olyan rendszernél, melynek 90%-a föld alatt van, rendkívül fontos, hogy megértsük a gyakori meghibásodási pontokat. Ez segíthet bennünket a gyors reagálásban és a leállási idő minimalizálásában. Ahhoz, hogy könnyedén meg is találjuk a hiba forrását, minden rendszernek szüksége van vízórákra és nyomásmérőkre, mérettől függően akár több ponton is.

• Eltömődés: Megelőzhető többfokozatú szűréssel és rendszeres (foszforsavas) öblítéssel. Eltömődés esetén érdemes izolálni az érintett zónát, és célzott kémiai vagy mechanikai öblítést végezni. Ha ez nem segít, az eltömődött szakaszt cserélni kell!

• Szivárgás: Fordítson kiemelt figyelmet az áramlási és nyomásértékek változásaira; a jól beállított automatikus zónaelzáró szelepek és távadók korlátozhatják a vízveszteséget a javításig.

• Gyökér benövés: Megfelelő öntözési stratégia kialakításával és következetes betartásával a növénynek nincs oka, hogy gyökereivel behatoljon a csepptestbe, ezáltal dugulást okozva.

• Vezérlő- vagy szivattyúmeghibásodások: Minden rendszernek rendelkeznie kell kézi felülírási lehetőségekkel. Emellett szükséges raktáron tartani kritikus pótalkatrészeket (vezérlők, relék, szivattyúmembránok, injektormembránok).

Molnár Krisztián
mg. mérnök, öntözési projektmenedzser

Poliext Kft.

Kattints ide az Agroinform TechMag megnyitásához, vagy olvasd el a magazint itt:

A korábbi TechMag lapszámokat elolvashatod ide kattintva.