Drėkinimo kiekis priklauso nuo dirvožemio tipo ir auginamų augalų, jų šaknų gylio. Siekiant ekonomiškai efektyvaus drėkinimo, reikia sudaryti optimalias drėgmės sąlygas. Tai įmanoma pasitelkiant šiuolaikinę lauko stebėjimo įrangą, techniką ir pritaikant žinias bei patirtį.

Drėkinimas turi didelę įtaką žemės ūkio augalų vystymuisi ir derlingumui. Kai dirvožemis pakankamai drėgnas, augalai sunaudoja energiją drėgmei ir maisto medžiagoms paimti, padidėja derlius ir jo kokybė. Kritulių trūkumas pavasarį ir vasaros pradžioje gali sukelti augalams stresą. Vandens poreikis priklauso nuo augalo rūšies. Vienų rūšių augalai gali augti tik vandenyje, kitiems pakanka minimalaus jo kiekio dirvoje. Tačiau kiekvienos rūšies augalams reikia optimalaus aplinkoje esančio drėgmės kiekio. Esant dideliems nukrypimams nuo optimalaus, augaluose formuojasi vandens deficito stresas, kurio pasekmės - fotosintezės procesų efektyvumo ir derliaus sumažėjimas.

Dirvožemio drėgmės atsargos, kurias augalai vegetacijos laikotarpiu gali panaudoti, priklauso nuo dirvožemio hidrologinių savybių. Sunkesniuose dirvožemiuose šios atsargos didesnės, lengvuose - mažesnės. Kiek šių atsargų panaudoja augalai, priklauso nuo to, kiek giliai jų šaknys prasiskverbia į dirvožemį. Gilesnę šaknų sistemą turintys augalai (grūdinės kultūros, cukriniai runkeliai) gali panaudoti daugiau drėgmės, o daržovės, žolės - mažiau. Patiriamo drėgmės stygiaus poveikis augalams priklauso ir nuo jų išsivystymo stadijos. Antžeminės augalo dalys jautresnės vandens streso poveikiui. Ypač jautrūs lapai. Šaknys pakantesnės sausrai, tačiau jos yra svarbiausias organas, kontroliuojantis augalo vandens balansą. Todėl per sausrą didelę reikšmę turi jų struktūra ir ilgis. Patiriant stresą dėl sausros, keičiasi bendra šaknų masė. Šaknų morfologiniai pokyčiai yra svarbūs prisitaikant prie drėgmės deficito.

Žemės ūkio augalų drėkinimas ir trąšų laistymas - tai technologiniai aspektai, reikalaujantys žinių ir patirties. Ne kiekviename augalo augimo etape reikalingas intensyvus drėkinimas, vienas iš tokių tarpsnių, kai formuojasi antrinė šaknų sistema. Jei paviršinis dirvos sluoksnis yra nuolat drėgnas, šaknys „aptingsta" ir nesiskverbia gilyn.

Jeigu dirvožemis per sausas ir šaknys ribotai prieina prie vandens, kartu su juo nepaimamos ir maisto medžiagos, todėl augalai skursta. Jeigu drėkinama per daug - yra išplaunamos maisto medžiagos, atsiranda taršos rizika, be to, būna dideli vandens nuostoliai. Jei dirvožemis yra per šlapias, šaknys miršta dėl deguonies trūkumo, mažėja jų gyvybingumas, todėl sunkiau įsisavinamos maisto medžiagos ir paimamas vanduo, taip pat padidėja ligų rizika. Savaime sumažėja derlingumas, prastėja kokybė.

Augalų drėgmės poreikio nustatymas

Augalų drėgmės poreikis gali būti nustatomas trimis pagrindiniais metodais:

• vandens balanso metodu;
• naudojant jutiklius faktinei dirvožemio drėgmei nustatyti;
• faktinės būklės tiesiogine apžiūra. Praktikoje plačiausiai naudojami pirmi du būdai.

Vandens balanso metodas vadinamas tiesioginiu ir yra taikomas dažniausiai. Juo nustatoma pusiausvyra tarp vandens, patenkančio į dirvožemį su krituliais, taip pat drėkinant, ir vandens, kurį sunaudoja augalai augimui ir kuris išgaruoja. Turint dirvožemio ir iškritusių kritulių duomenis, skaičiavimais galima nustatyti dirvožemio drėgmės atsargas. Jeigu gaunama, kad pajamos (dirvožemio drėgmės ir kritulių) yra didesnės negu išlaidos - balansas teigiamas, ir dirvožemio drėgmė didėja. Jeigu vandens išgaravimo kiekis viršija iškritusių kritulių kiekį, dirvožemio drėgmė mažėja. Tokiu atveju vandens balansas yra neigiamas. Pasiekus tam tikrą ribą, reikia pradėti drėkinti. Nustačius visus dirvožemio balanso dydžius, galima apskaičiuoti išgaravimą per nagrinėjamą laikotarpį (sezoną, mėnesį, dekadą) ir tada planuoti, kiek vandens reikės per tam tikrą laikotarpį.

Skaičiuojant vandens balanso metodu, reikalingi dienos duomenys: išgaravimo, kritulių ir augalo vandens sunaudojimo normos. Išgaravimo duomenis galima gauti meteorologinėje stotyje, žemės ūkio kultūrų sunaudojimo normos yra pateikiamos specialioje literatūroje, o kritulių kiekį galima išsimatuoti pačiam arba gauti meteorologijos stotyje.

Vandens balanso metodo (taip pat kompiuterinių modelių) didelis privalumas yra tas, kad lengvai galima nustatyti didelių teritorijų drėgmės poreikį. Tačiau čia remiamasi lauko imlumo ir suminio garavimo prielaidomis, o tai dažnai nėra susiję su tuo, kas iš tikrųjų vyksta jūsų pasėliuose. Turint keletą zondų su faktiniais stebėjimų duomenimis ir įvedus drėgmės korekcijas, galima labai pagerinti jų tikslumą - tada šis įrankis bus labai naudingas.

Drėgmės matavimo prietaisai suteikia informacijos apie drėgmės kiekį konkrečiame dirvožemyje tam tikru laiko momentu: keičiantis dirvožemio drėgmei, kinta dirvožemio elektrinė varža, jo laidumas elektromagnetinėms bangoms ir neutronų srautui. Praktiškai dirvožemio drėgmė dažniau nustatoma įvertinant dirvožemio elektros laidumą, nes tam nereikia sudėtingų prietaisų. Daugiausia naudojami tenziometrai, gipso blokai arba Watermark tipo drėgmės davikliai (plačiau apie tai rašyta 2014/05 „Mano ūkis"). Visų jų veikimo principas panašus, pagrįstas dirvožemio siurbimo jėgos priklausomybe nuo dirvožemio drėgmės.

Tenziometrą sudaro korėtas molinis arba keraminis antgalis, kuris įleidžiamas į dirvožemį, ir plastikiniai vandeniu užpildyti vamzdeliai. Antgalio apačioje yra pritvirtinami davikliai, o viršuje - įrengtas manometras. Vamzdelis, užpildytas vandeniu, kontaktuoja su dirvožemiu per antgalį. Sumažėjus dirvožemio drėgmei, padidėja siurbimo galia. Kuo sausesnis dirvožemis, tuo didesne jėga jis siurbia vandenį į specialaus antgalio poras, dėl to tenziometre susidaro vakuumas. Nuo vakuumo dydžio keičiasi membranos įlinkis, kurį matuoja manometras. Jų trūkumas tas, kad dažnai gaunami nepatikimi duomenys, be to, sunku įrengti, lengva sulaužyti ir reikia stebėti keliuose gyliuose.

Vienas iš paprasčiausių ir populiariausių drėgmės matavimo prietaisų - porėti blokai (dažniausiai dėl mažos kainos tai yra gipso blokai). Jais matuojamas įtampos kritimas (pasipriešinimas) tarp dviejų elektrodų, patalpintų poringoje medžiagoje, kuri betarpiškai kontaktuoja su dirvožemiu. Dirvožemio drėgmės jutiklis matuoja vandens elektrinę varžą ir perskaičiuoja šį dydį į vandens slėgį.

Watermark tipo jutiklį sudaro du koncentriniai elektrodai, pagaminti iš skylėto nerūdijančio plieno skardos ir tarp jų įklotos sintetinės medžiagos (kondensato). Pats jutiklis yra užkasamas po žeme. Priklausomai nuo kondensato talpos pokyčio (t. y. nuo drėgmės pokyčio), taip pat keičiasi elektrinė srovė (elektrinis laidumas), pagal kurį ir nustatoma drėgmės reikšmė. Drėgmės reikšmė gaunama atitinkamai vandens milimetrais kiekviename dirvožemio sluoksnyje. Taip galima lengvai sužinoti tam tikro periodo augalo drėgmės poreikį šaknų zonoje - tai yra skirtumas tarp dviejų matavimų.

Rinkoje yra drėgmės matavimo prietaisų, kurie ne tik matuoja dirvožemio drėgmę, bet kartu gali pateikti informaciją apie jos mineralizaciją, druskingumą (pvz., TriScan). Žinant šiuos rodiklius, galima nustatyti trąšų poreikį. Pasitelkus patentuotą matavimo techniką TriScan, jutikliu atskiriami dirvožemio vandens ir druskos kiekiai. Ši informacija yra tvarkoma naudojant Sentek modelį, apskaičiuojamas dirvožemio tūrinis jonų kiekis atskirai nuo tūrinio vandens kiekio. Jis tinka lengviems gruntams (smėlio, priesmėlio) ir visai netinka moliniams gruntams.

Faktinė augalo būklės tiesioginė apžiūra - tai matavimo metodas, kai nustatomas drėgmės reikalingumas augalui tiesiogiai, matuojant augalo arba tam tikros jo dalies drėgmę. Šis metodas retai naudojamas praktikoje, nes užima daug laiko. Be to, pateikiama labai daug metodikų (chlorofilų kiekio, slėgio kameros, išgaravimo per lapų žiotelių matuokliai, taikant infraraudonuosius spindulius, lapų gardelių osmosinio slėgio ir pan.), kurios interpretuojamos įvairiai. Nereikia pamiršti, kad dirvos paviršius ir augalo vandens poreikis yra skirtingi dalykai. Dirvos paviršius gali atrodyti ypač apgaulingai: būtina naudoti kastuvą ir pasižiūrėti, ar sausas ne tik dirvos paviršius, bet ir gilesni dirvos sluoksniai.

Drėkinimo būdai ir technika

Techninės galimybės palaistyti augalus pagal poreikį labai svarbios ūkininkams. Tačiau praktiškai taikant drėkinimo įrangą, dažnai susiduriama su keletu problemų: pirmiausia, vandens liejama per daug, antra - tai daroma ne visada laiku. Kiekvieno kubinio metro vandens tiekimas laistymo sistemai kainuoja pinigus, o per didelis drėgmės kiekis lemia didesnį vandens suvartojimą ir maistinių medžiagų išplovimą.

Lietinant vanduo virš drėkinamojo ploto yra paskirstomas smulkiais lietaus lašeliais, kurie iš karto patenka ant drėkinamojo ploto ir jį vienodai sudrėkina. Lietinimas gana efektyvus net liejant nedidelėmis normomis (50-100 m3/ha). Tokios normos tinka ką tik pasodintoms daržovėms arba vegetuoti pradedantiems kitiems žemės ūkio augalams lieti. Pridėjus chemikalų, galima naikinti augalų kenkėjus, ligų sukėlėjus. Be to, su liejamu vandeniu galima laukus tręšti mineralinėmis trąšomis. Tam gali būti naudojama atitinkama įranga.

• Trumpačiurkšlė ritininė lietinimo mašina. Naudojama nedidelių teritorijų daržovių laukuose, taip pat ir siekiant apsaugoti nuo šalčių ankstyvąsias bulves ir vaisius. Trūkumai: didelės darbo sąnaudos. Privalumai: galima naudoti labai nedidelį kiekį vandens.
• Vidutinio nuotolio lietinimo įrenginiai. Šio tipo drėkinimo technikos pirkimo išlaidos nedidelės, bet taip pat reikalauja didelių darbo sąnaudų. Trūkumas: sunku užtikrinti viso lauko vienodą drėkinimą, dideli vandens nuostoliai.
• Ilgačiurkšliai lietinimo aparatai. Tai lietinimo aparatai, kurių vandens čiurkšlė 40-80 m ir daugiau. Vienų konstrukcijų aparatai sukasi apie vertikalią ašį 360^o kampu, kiti - tik iš dalies. Pastarieji tinka lietinti vėjuotu oru arba sunkiau pasiekiamas sklypo vietas. Nuo 300 iki 600 m lankstus liejimo vamzdis ir didelis darbinis plotas daro šį lietinimo aparatą lanksčiu įrenginiu laukui drėkinti, nepriklausomai nuo jo dydžio ir formos. Nors reikalauja didelių darbo sąnaudų, tačiau yra maži vandens nuostoliai. Šie įrenginiai gali būti komplektuojami ant atraminių vežimėlių ir su paviršiaus nuolydžio matavimo įranga, tai leidžia tolygiau paskirstyti vandenį drėkinamajame plote.

Podirviniu būdu, t. y. iš požeminių vamzdžių, rekomenduojama drėkinti nepatvarios struktūros dirvožemyje auginamas kultūras, nes lietinimas joms gali pakenkti. Vamzdžiai klojami 2-8 m vienas nuo kito 40-60 cm gylio tranšėjose. Šis būdas tinka lengviems dirvožemiams drėkinti nuotekomis: priesmėlio, lengvo priemolio dirvožemiai tokį vandenį gerai valo, ir drenažo tinklu į griovius nuteka gana švarus vanduo, be to, nebūna blogo kvapo.

Lašelinis drėkinimas - tai lėtas vandens tiekimas (lašas po lašo) į augalo šaknų sistemos zoną, kad joje normali drėgmė būtų visą vegetacijos laikotarpį. Vanduo su slėgiu teikiamas kiekvienam augalui atskirai arba eilėje sodinamiems augalams. Kartu su vandeniu gali būti tręšiama, naudojant skystas trąšas arba jas tirpinant vandenyje. Ši technologija plačiai naudojama vaisiams ir daržovėms laistyti.

Pagrindiniai privalumai: taupiai naudojamas laistyti skirtas vanduo, nes drėkinama tik šaknų sistemos zona; užtikrinamas vienodas drėkinimas visame plote; pagerėja augalų išvaizda (jie mažiau serga grybinėmis ligomis); taupomos trąšos ir pesticidai, nes įterpiama lokaliai ir tinkamiausiu laiku; dirba nedideliu slėgiu; lengva automatizuoti. Pagrindinis trūkumas yra didelė sistemos įrengimo kaina, be to, plastikiniai mažo skersmens vamzdžiai ir lašelinės kai kada užsikemša, o keičiant auginamas kultūras, reikia pertvarkyti visą drėkinimo tinklą.

Drėkinimo valdymas

Drėkinimo sistemų automatizavimas prasidėjo, kai atsirado laiko programavimo įrenginiai, kurie įjungia drėkinimą po duoto laiko intervalo, taip pat gali jį ir išjungti po tam tikro laiko. Lengviausiai mechanizuoti ir automatizuoti lietinimo sistemas, tačiau šios naujovės taikomos ir paviršinio bei podirvio drėkinimo sistemose. Pritaikius programinį valdymą, visą vegetacijos laikotarpį galima palaikyti optimalų drėgmės režimą.

Elektros prietaisai signalus perduoda greitai ir tiksliai, tačiau drėkinimo procesų automatizavimą labai stabdė elektros kabelių tinklo įrengimas. Ganėtinai neseniai atsiradusios nuotolinio valdymo sistemos, kuriomis drėkinimą galima valdyti išmaniaisiais telefonais ar planšetiniais kompiuteriais, šį procesą labai pastūmėjo į priekį, tad ir drėkinimas tampa lengvesnis ir našesnis. Šios sistemos puikiai tinka planuojant drėkinimą, integruojant dirvožemio daviklių drėgmės ir meteorologinių stotelių duomenis. Technologinė pažanga leidžia pagerinti drėkinimo sistemas, gerina vandens, trąšų, cheminių medžiagų efektyvesnį panaudojimą, leidžia mažinti dirbančių žmonių skaičių.