UNIVERSITATEA DE ŞTIINłE AGRICOLE ŞI MEDICINĂ VETERINARĂ CLUJ-NAPOCA DEPARTAMENTUL DE INVĂłĂMÂNT LA DISTANłĂ ŞI FRECVENłĂ REDUSĂ FACULTATEA DE AGRICULTURĂ
Prof. dr. EMIL LUCA
IRIGAREA CULTURILOR
SUPORT CURS SEMESTRUL I
EAP Cluj-Napoca 2009
CUPRINS
Cap.I. EvoluŃia lucrărilor de irigare a culturilor ………………………………… 1.1. ImportanŃa irigării culturilor de câmp ........................................………….. 1.2. Irigarea culturilor de câmp în agricultura mondială .................………….. 1.2.1. Răspândirea pe glob a irigării culturilor .............................…………. 1.2.2. Istoricul irigării culturilor pe plan mondial ........................…………. 1.3. Irigarea culturilor agricole în România ......................................…………. Cap.II. RelaŃiile sol-apă-plantă .............................................................…………… 2.1. ProprietăŃile fizice ale solului legate de aplicarea irigării .........…………... 2.1.1 Textura solului ....................................................................………….. 2.1.2. Structura solului .................................................................………….. 2.1.3. Greutatea volumetrică ........................................................…………. 2.1.4. Greutatea specifică .............................................................…………. 2.1.5. Porozitatea solului ..............................................................…………. 2.2. Formele de apă din sol ...............................................................…………. 2.3. ProprietăŃile hidrofizice ale solului legate de aplicarea irigării culturilor .. 2.3.1. Permeabilitatea solului pentru apă .....................................…………. 2.3.2. Capilaritatea solului ............................................................………… 2.3.3. Capacitatea de reŃinere a apei în sol ...................................………… 2.3.4. Determinarea rezervei de apă din sol .................................…………. 2.4. PrecipitaŃiile şi temperatura - factori care determină necesitatea irigării … 2.4.1. PrecipitaŃiile ........................................................................…………. 2.4.2. Temperatura ........................................................................…………. 2.5. Planta ca factor în irigaŃie ..........................................................………….. 2.5.1. Răspândirea rădăcinilor şi extracŃia umidităŃii ...................…………. 2.5.2. Accesibilitatea apei pentru plante .......................................…………. 2.5.3. Plafonul minim al umidităŃii solului ...................................…………. 2.6. Consumul de apă al culturilor irigate .........................................…………. 2.6.1. Metode pentru determinarea consumului de apă ................…………. 2.6.1.1. Metode directe pentru determinarea consumului de apă ………. 2.6.1.2. Metode indirecte pentru determinarea consumului de apă …….. Cap.III. Regimul de irigare .....................................................................………….. 3.1. Norma de udare din timpul perioadei de vegetaŃie ....................…………. 3.1.1. Grosimea stratului de sol ....................................................…………. 3.1.2. Momentul aplicării udării ...................................................…………. 3.1.3. Mărimea normei de udare ...................................................…………. 3.1.4. Durata sau timpul de udare .................................................…………. 3.1.5. Schema udărilor ..................................................................…………. 3.1.6. Intervalul de timp dintre udări ............................................…………. 3.2. Udările de aprovizionare ............................................................…………. 3.3. Norma de irigaŃie .......................................................................…………. Cap.IV. Sursele de apă şi calitatea apei de irigaŃie ...................................……… 4.1. Sursele de apă pentru irigat ........................................................…………. 4.2. Calitatea apei de irigaŃie ............................................................………….. 4.2.1. ProprietăŃile apei de irigaŃie ...............................................………….. Cap.V. Metode de udare ........................................................................…………… 5.1. Irigarea prin scurgere la suprafaŃă .............................................…………..
Pag. 5 5 7 7 9 12 14 14 14 14 15 15 15 15 16 16 17 18 19 20 20 21 22 23 23 24 25 27 28 29 31 32 32 33 34 34 35 35 35 38 38 38 39 39 40 40
5.1.1. Irigarea pe brazde ...............................................................…………. 5.1.1.1. Organizarea udării .......................................................………… 5.1.1.2. Echipamentele de udare................................................................ 5.1.2. Irigarea pe fâşii ...................................................................…………. 5.2. Irigarea prin aspersiune .............................................................………….. 5.2.1. Udarea prin aspersiune cu agregate mobile de pompare în sistemele cu jgheaburi ......................................................………………………. 5.2.2. Udarea prin aspersiune cu agregate termice de pompare staŃionare, în sistemele cu conducte îngropate .................………………………. 5.2.3. Udarea prin aspersiune în sistemele amenajate cu conducte îngropate, sub presiune .....................................................…………………… 5.2.4. InstalaŃii cu deplasare mecanizată a aripilor de aspersiune …………. 5.2.4.1. InstalaŃia de aspersiune cu tractare longitudinală IATL ……….. 5.2.4.2. InstalaŃia de aspersiune cu tractare longitudinală echipată cu ramificaŃie din tuburi flexibile (IATL-RTF 25) ……................... 5.2.4.3.InstalaŃia autodeplasabilă transversal (IAT 300)...........…………. 5.2.4.4.InstalaŃia de aspersiune cu tambur şi furtun (IATF-300) ……….. 5.3. Irigarea prin picurare ................................................................…………… 5.3.1. Avantaje şi dezavantaje ale metodei de irigare prin picurare ……….. 5.3.2. ParticularităŃi ale regimului de irigaŃie la udarea prin picurare ........... 5.3.2.1. Norma de irigare ..........................................................………… 5.3.2.2. Norma de udare ...........................................................…………. 5.3.2.3. Intervalul de timp dintre udări .....................................………… 5.3.2.4. Durata udării prin picurare ..........................................………… 5.3.2.5. DistanŃa între picurătoare ............................................………… 5.3.2.6. Numărul de picurătoare ...............................................………… 5.3.2.7. Debitul unui picurător .................................................…………. 5.3.2.8. DistanŃa între conductele de udare ..............................………… 5.3.2.9. Lungimea conductei de udare .....................................…………. 5.4. Udarea prin revărsare ................................................................………….. BIBLIOGRAFIE SELECTIVĂ………………………………………………...
41 41 42 44 45 45 47 49 50 50 50 51 52 53 53 53 54 54 54 54 55 55 55 55 55 55 55
Capitolul I EVOLUłIA LUCRĂRILOR DE IRIGARE A CULTURILOR
1.1. IMPORTANłA IRIGĂRII CULTURILOR DE CÂMP Eforturile depuse pe plan mondial şi naŃional pentru extinderea suprafeŃelor agricole irigate şi pentru ridicarea producŃiei la hectar la toate plantele de cultură, sunt cu totul justificate dacă se are în vedere "explozia demografică" din ultimul secol. Ritmul de creştere a populaŃiei globului este impresionant. În anul 1850 populaŃia totală a globului ajunsese la circa 1,2 miliarde, în 1925 la 2 miliarde, în 1950 la 2,5 miliarde, în anul 1960 la circa 3 miliarde, în anul 1975 la 4 miliarde, iar în anul 1990 la peste 5 miliarde. Se apreciază că în anul 2000 populaŃia globului va depăşi 6 miliarde locuitori. PopulaŃia globului creşte într-un ritm mediu anual de 1,8-2,3%. FaŃă de această creştere rapidă a populaŃiei, ritmul de creştere a producŃiei de alimente nu este satisfăcător. După constatările FAO aproape 2/3 din locuitorii globului suferă încă de foame sau de subnutriŃie. Ieşirea din acest impas este posibilă doar prin acŃiuni energice pentru sporirea suprafeŃei cultivate şi îndeosebi pentru creşterea productivităŃii în agricultură. Intensivizarea agriculturii necesită un complex de măsuri, între care extinderea culturilor de mare productivitate, mecanizarea, fertilizarea şi irigarea constituie verigile cele mai importante. Rolul esenŃial al irigaŃiilor este de a combate secetele care afectează cu o frecvenŃă destul de mare imense teritorii agricole din Ńara noastră. Astfel, în perioada anilor 1881-1961 pe baza datelor înregistrate, repartizarea şi caracterizarea anilor se prezintă în felul următor (după Topor N.): • 20% din ani sunt ploioşi, din care: 5% foarte ploioşi; 3,7% excesiv de ploioşi; 3,7 excepŃional de ploioşi; • 44% din totalul anilor sunt secetoşi, din care: 21% foarte secetoşi;6,2% excesiv de secetoşi; 5,0% excepŃional de secetoşi; • 36% sunt normali în precipitaŃii. În perioada analizată nu au fost mai mult de 3 ani consecutivi ploioşi, precum nici mai mult de 4 ani consecutivi secetoşi. Anii secetoşi şi cei ploioşi în Ńara noastră sunt în general grupaŃi. În funcŃie de regiunile naturale geografice, numărul anilor normali, ploioşi şi secetoşi se distribuie astfel (după N.Topor, 1962): Tabelul 1.1 Zona naturală Transilvania Oltenia-Banat Muntenia Moldova Dobrogea
Ani normali (%) 20 20 20 21 6
Ani ploioşi (%) 32 24 21 10 5
Ani secetoşi (%) 48 56 69 69 89
După datele meteorologice pe 132 ani (1865-1996), frecvenŃa anilor, pe calificative, la Cluj-Napoca, în zona subumedă, cu precipitaŃii medii anuale de 600 mm, se prezintă în felul următor (H.Criveanu şi Cristina Trifan, 1997).
Tabelul 1.2
PuŃin mai ploios
Normal
PuŃin mai secetos
Secetos
Foarte secetos
Excesiv de secetos
Total
Numeric Procentual
Ploios
Felul frecvenŃei
Foarte ploios
Calificativele
Excesiv de ploios
Calificativele anilor pentru precipitaŃii la Cluj-Napoca, 1865-1996 (după H.Criveanu şi Cristina Trifan, 1997)
9 8,8
14 13,7
3 2,9
9 8,8
72 26,5
6 5,9
16 15,7
8 7,8
10 9,8
132 100
După cum rezultă din tabelul 2, frecvenŃa anilor normali şi secetoşi totalizează 65,7%, ani în care irigarea poate aduce sporuri însemnate de producŃie, la principalele culturi de câmp, chiar şi în zona subumedă. În intervalul de timp dintre anii 1967-1996, la Cluj-Napoca s-a înregistrat următoarea frecvenŃă a anilor, pe calificative (tabelul 1.3). Tabelul 1.3
PuŃin mai ploios
Normal
PuŃin mai secetos
Secetos
Foarte secetos
Excesiv de secetos
Total
Numeric Procentual
Ploios
Felul frecvenŃei
Foarte ploios
Calificativele
Excesiv de ploios
Calificativele anilor pentru precipitaŃii la Cluj-Napoca, 1967-1996 (după H.Criveanu şi Cristina Trifan, 1997)
0 0
4 13,3
2 6,6
2 6,6
8 26,6
9 30
4 13,3
1 3,3
0 0
30 100
Pe circa 1/5 din teritoriul Ńării noastre precipitaŃiile medii anuale se situează sub 500 mm (Dobrogea, Bărăgan, estul Podişului Moldovei). În lunile iulie, august şi septembrie se înregistrează intervale secetoase de câte 20-30 zile. În Bărăgan şi Dobrogea, numărul secetelor ajunge la 6-7 pe an. În Câmpia Română, în ultimele decenii, anii secetoşi au avut o frecvenŃă mai mare de 50%. OscilaŃiile mari ale recoltelor în stepa Bărăganului, chiar în cazul aplicării unei agrotehnici raŃionale, demonstrează necesitatea irigaŃiei. Astfel, de pildă, la StaŃiunea de Cercetări pentru Culturi Irigate Mărculeşti, din centrul Bărăganului (după M.Botzan, 1955) recoltele au oscilat în timp de 20 de ani, între următoarele limite: – la grâu - de la 379 kg/ha, în anul agricol 1945-1946, la 3500-4200 kg/ha în anul 1937-1938, an cu o distribuŃie normală a precipitaŃiilor; la ovăz între 320-2165 kg/ha ; la fasole, între 01720 kg/ha; la porumb, între 175-3060 kg/ha. FaŃă de producŃiile medii obŃinute la câteva culturi, într-o perioadă normală din punct de vedere climatologic, (1955-1958), în anul 1946 s-au înregistrat pagube de circa 40% la grâu, 76% la porumb, 70% la orz, 45% la mazăre, 60% la floarea soarelui etc. Lupta cu efectele negative ale secetei s-a dus şi se va duce printr-o agrotehnică specială, prin care lucrările solului şi întreŃinerea culturilor se realizează astfel încât să se poată reŃine o cantitate cât mai mare de apă provenită din precipitaŃii. Aceste măsuri, deşi foarte bune, singure nu sunt suficiente pentru obŃinerea unor recolte mari şi stabile. Irigarea continuă să rămână una dintre măsurile cele mai eficace în sporirea producŃiei la hectar chiar şi în situaŃia în care scăderea precipitaŃiilor nu este aşa de acută încât să contribue la compromiterea culturilor, precum şi în cazurile cu precipitaŃii normale; în toate aceste situaŃii, irigarea aduce sporuri însemnate de recoltă.
Aplicarea raŃională a irigaŃiei se bazează pe cunoaşterea, estimarea şi interpretarea relaŃiilor din cadrul sistemului sol-apă-plantă-atmosferă. Trebuie subliniat, de asemenea, că irigarea constituie un mijloc important de sporire a producŃiei agricole nu numai prin raŃionalizarea regimului de umiditate din sol în funcŃie de cerinŃele culturilor agricole, ci şi datorită faptului că realizează condiŃii superioare de utilizare a potenŃialului de fertilitate a solului, de folosire a îngrăşămintelor şi a soiurilor cu mare capacitate de producŃie, de intensivizare a proceselor de producŃie agricolă. Dovezi grăitoare asupra eficienŃei irigării în sporirea producŃiei agricole au oferit cercetările ştiinŃifice efectuate în Ńara noastră, precum şi rezultatele de producŃie obŃinute în multe ferme de producŃie. În cercetările efectuate în această direcŃie în zona de stepă şi silvostepă, pe o perioadă îndelungată de timp, Vl.I.Siseşti (1971) a consemnat sporuri de producŃie obŃinute prin irigare, de până la 60% la porumb, 83% la fasole, 59% la sfecla de zahăr, 94% la cartofi, 208% la lucernă. Dar nu numai în zona de stepă şi silvostepă se pot obŃine producŃii ridicate. În zonele mai umede, unde precipitaŃiile anuale ajung până la 600 mm, sau chiar depăşesc această valoare, se pot obŃine sporuri însemnate de producŃii, mai ales la plantele furajere. Semnficative sunt în această direcŃie sporurile de producŃie obŃinute la S.C.P.C.P. Jucu, jud. Cluj (Tatomir, 1965), într-un an secetos: 85% la sfecla de zahăr, 199,3% la lucernă masă verde, 79,1% la porumb masă verde, 128,6% la porumb siloz în cultură dublă etc. La Cluj-Napoca, în perioada 1964-1998, Nagy Z. şi colab., au consemnat sporuri medii de producŃie de 33,8 la porumb boabe, 33,5% la sfeclă de zahăr, 25,9% la porumb masă verde, 37% la soia, 22% la cartof etc. Prin extinderea irigaŃiei pe solurile nisipoase, din sudul Olteniei, Câmpia de Nord-Vest (Carei-Marghita), Nord-Estul Bărăganului (Brăila-Buzău), Câmpia Tecuciului-Hanu-Conache, Dobrogea (partea de Nord-Est), Delta, lacurile maritime-BraŃul Chilia, etc., s-a creat posibilitatea obŃinerii şi în aceste condiŃii, de recolte deosebit de ridicate şi economice. Irigarea are un rol important în sporirea producŃiei agricole, nu numai în legătură cu efectele ei asupra culturilor agricole, ci şi cu efectele de ameliorare a terenurilor sărăturate, prin combinarea irigaŃiilor de spălare cu drenajul şi cu alte măsuri agrochimice şi agrotehnice.
1.2. IRIGAREA CULTURILOR DE CÂMP ÎN AGRICULTURA MONDIALĂ 1.2.1. Răspândirea pe glob a irigării culturilor Irigarea culturilor de câmp reprezintă una dintre măsurile cele mai eficiente pentru sporirea producŃiei. N.D.Gulhati (1955) aprecia că mai mult de trei sferturi din suprafeŃele utilizate nu dispun de umiditatea naturală suficientă pentru obŃinerea de producŃii agricole acceptabile. De asemenea, Gulhati (citat de Pleşa, 1979) sublinia: "IrigaŃia în multe Ńări este o ştiinŃă modernă, ştiinŃa supravieŃuirii". Astăzi, irigarea culturilor de câmp se aplică nu numai în zonele aride şi semiaride ale globului, cu precipitaŃii de 300-500 mm anual, dar şi în regiuni subumede cu precipitaŃii între 500-1000 mm anual. În regiuni dens populate, anumite culturi justifică economic irigarea, şi la precipitaŃii mai ridicate. În regim tropical, cu un sezon uscat (iarna în emisfera nordică şi vara în emisfera sudică), se irigă intens chiar la o sumă a precipitaŃiilor anuale depăşind cu mult 1000 mm, asigurându-se astfel 2-3 recolte pe an, ca de pildă 3 recolte de orez în sudul Chinei (prin transplantare).
După datele FAO, rezultă că pe glob, se irigau, în anul 1950 - 94 milioane hectare, în 1960 - 140 milioane hectare, în 1970 - 198 milioane hectare, în 1985 - 223 milioane hectare, în 1990 - 237 milioane hectare, iar în 1996 - 259 milioane hectare. În medie, pe plan mondial, suprafeŃele irigate cresc anual cu circa 7,5 milioane hectare. Dintre culturile care ocupă suprafaŃă mare în agricultura irigată pe plan mondial, amintim în primul rând orezul, bumbacul, lucerna, sfecla de zahăr, porumbul şi altele. Teritoriile aride şi semiaride, în care suma anuală a precipitaŃiilor nu depăşeşte 500 mm, însumează aproximativ 55% din suprafaŃa uscată (Thorne şi Peterson, 1950). Una dintre Ńările în care lipsa de ploi se face cel mai mult simŃită este Egiptul. Aici, de fapt, nu există un anotimp ploios sau o zonă bogată în precipitaŃii, de aceea agricultura nu se poate dezvolta decât în condiŃii de irigaŃie, folosindu-se ca sursă de apă Nilul. PoziŃia geografică a Algeriei face ca în această Ńară să se întâlnească o gamă întreagă de zone climatice. Astfel, în timp ce în departamentul Constantine precipitaŃiile anuale ating 1000 mm, în Sahara acestea se reduc la zero. Zone foarte secetoase se întâlnesc, de asemenea, în Australia, unde pe 34% din suprafaŃă, totalul precipitaŃiilor căzute într-un an nu depăşeşte 250 mm. În Israel 2/3 din teritoriul tării este un pustiu în care precipitaŃiile căzute nu ating 200 mm anual. O variaŃie foarte mare a climei întâlnim în Ńările întinse ca suprafaŃă. Astfel, în China, în timp ce în sud ploile depăşesc 2000 mm, în pustiurile din nord-vest media anuală a precipitaŃiilor nu trece de 100 mm, înregistrându-se frecvent şi precipitaŃii de 10 mm. SituaŃii asemănătoare din punct de vedere al variaŃiei climatului întâlnim în India, SUA etc. În India, repartiŃia neuniformă a umidităŃii provenită din atmosferă face ca irigaŃia să fie necesară peste tot unde precipitaŃiile înregistrează valori sub 1200 mm. În această Ńară întâlnim o variaŃie foarte largă a precipitaŃiilor ale căror valori se încadrează între limitele de 250-1200 mm (N.Grumeza, 1968). Din acestea, cea mai mare parte cad în lunile octombrie şi ianuarie, anotimpul cald (martie-iunie) fiind în multe cazuri complet lipsit de ploi. În majoritatea regiunilor, un an din cinci este secetos şi unul din zece este foarte secetos. În SUA, în partea de vest, se întind deşerturi; în California, spre exemplu, precipitaŃiile medii anuale sunt sub 200 mm. În partea centrală a SUA, predomină un climat semiarid şi semiumed, iar în răsărit climatul umed. În America de Sud, regiunile cele mai aride se întâlnesc mai ales pe coasta vestică a continentului, incluzând statele Peru şi Chile. Zone foarte secetoase întâlnim, de asemenea, în Mexic. În Europa, din punct de vedere al climatului, nu întâlnim extreme. Nu întâlnim deşerturi şi nici zone agricole cu precipitaŃii cu mult peste nevoile culturilor. Cu toate acestea, repartiŃia neuniformă a precipitaŃiilor, ca şi insuficienŃa lor, în multe cazuri, fac ca în cele mai multe Ńări de pe acest continent irigaŃia să fie necesară. Prin urmare, este greu de trasat o limită climatică între zonele pentru care se recomandă şi cele în care nu se recomandă irigaŃia. Este cu atât mai greu de a stabili unde încetează necesitatea irigaŃiei, dat fiind că în luarea unei astfel de decizii intervin şi alŃi factori, între care condiŃiile social-economice au o importanŃă hotărâtoare. Aşa cum s-a menŃionat, pe suprafeŃe apreciabile, solul nu dispune de o umiditate naturală, suficientă pentru obŃinerea de producŃii agricole ridicate. Sunt şi teritorii unde fără irigaŃie nu creşte nici o vegetaŃie. Alte teritorii, acoperite cu abundente formaŃiuni vegetale ierboase, nu îngăduie, în lipsa irigaŃiei, decât o activitate pastorală. În regiunile subumede sunt unii ani în care repartiŃia nefavorabilă a precipitaŃiilor scade mult producŃia agricolă. De asemenea, în zona tropicală, se irigă pentru a se asigura o recoltă în plus, iar în regiuni dens populate din zona temperată se irigă culturi valoroase la o sumă a precipitaŃiilor anuale ce nu depăşeşte 1000 mm.
1.2.2. Istoricul irigării culturilor pe plan mondial Irigarea culturilor îşi are originea în zonele aride, dar de-a lungul istoriei s-a extins treptat spre zone din ce în ce mai puŃin secetoase. După unele date istorice, irigarea s-a aplicat cu circa 5000 de ani î.e.n. în Mesopotamia şi China, extinzându-se apoi în Egipt, India şi Asia Centrală (N.Grumeza, 1968; I.Pleşa, 1979; V.Ionescu-Siseşti, 1982; Z.Nagy, 1982; E.Luca, 1994). Interesant este faptul că unele sisteme de irigaŃie construite în acele vremuri se folosesc cu succes şi astăzi. Aşa este cazul unui sistem de irigaŃie constituit în Egipt cu aproape 3000 ani î.e.n., de către regele Menes. Lucrări sistematice prin care se urmărea irigarea Egiptului inferior au fost executate însă mult mai târziu (în prima jumătate a secolului al XIX-lea). Ca urmare, această regiune a prosperat cu repeziciune. În anul 1902 s-a făcut cotitura cea mai importantă în dezvoltarea irigaŃiilor în Egipt, odată cu construirea barajului de la Assuan. Acest baraj a fost supraînălŃat apoi de două ori, în anii 1912 şi 1934, odată cu construirea în paralel, pe cursul Nilului, a altor baraje mai mici şi a unor stăvilare, în scopul devierii apei necesare irigaŃiei. Aceste lucrări se includ într-un plan mai vast de extindere a suprafeŃelor irigate. În 1996 suprafaŃa agricolă irigată a Egiptului a ajuns la 3 266 000 hectare. Văile Tigrului şi Eufratului constituie, de asemenea, două dintre regiunile de pe glob unde irigaŃiile au cunoscut o largă răspândire încă din cele mai vechi timpuri. Aici există două mari canale de irigaŃie, care funcŃionează de mii de ani. Unul dintre ele are adâncimea cuprinsă între 10 şi 16 metri şi lăŃimea de 130 metri. Aceste dimensiuni sunt de-a dreptul impresionante dacă ne gândim, mai ales, la perioada când au fost construite. Buna întreŃinere şi funcŃionare a sistemelor de irigaŃie erau păzite cu sfinŃenie. Astfel, încă în urmă cu câteva mii de ani, în Codul lui Hammurabi (1792 - 1750 î.e.n.) se scria :"Dacă vreunul deschide canalele sale de irigaŃie pentru a lăsa apa să pătrundă, cauzând din neglijenŃă inundarea terenurilor vecinului, el va restitui vecinului cantitatea de grâu ce urma să fie recoltată de pe terenul inundat" (N.Grumeza, 1968). O altă dovadă a existenŃei irigaŃiilor aici, încă din timpuri străvechi, o constituie conŃinutul unei inscripŃii de pe mormântul reginei Semiramida, care a domnit cu circa 2000 ani î.e.n. Iată un fragment din această inscripŃie :"Am silit puternicul râu să curgă potrivit voinŃei mele şi să ducă apa pentru a îngrăşa câmpiile care înainte erau pustii şi fără locuitori". Din păcate, majoritatea covârşitoare a lucrărilor de irigaŃie construite pe văile Tigrului şi Eufratului (aflat în bună parte pe teritoriul Irakului) au fost distruse. În India, referiri despre irigaŃie se găsesc cu 300 de ani î.e.n., în vechile texte religioase hinduse. Se arată aici, că pentru apa folosită din râuri, lacuri şi baraje se plătea statului o taxă reprezentând o pătrime din producŃie. Tot în aceste texte se vorbeşte despre faptul că în perioadele de foamete, regele şi supuşii săi se retrăgeau în apropiere de baraje. În secolul al XIX -lea, prin construirea canalului superior al Gangelui, finalizat în 1854, s-au creat posibilităŃi pentru irigarea în India, a unei suprafeŃe de 600000 ha. De menŃiomat că reŃeaua de canale principale, alimentate din acest gigantic canal, însumează o lungime totală de peste 900 km. Alte lucrări de irigaŃie au urmat ulterior, astfel încât an de an suprafaŃa irigată a Indiei sa extins, ajungând în anul 1996 la peste 57 milioane hectare, majoritatea fiind cultivate cu orez şi bumbac. În China, Ńară cu o suprafaŃă irigată de circa 50 milioane hectare, începuturile irigaŃiei se pierd, de asemenea, în trecutul îndepărtat. Se apreciază că suprafaŃa irigată poate atinge în China peste 80 milioane hectare. Este important de reŃinut că după mai bine de 2000 de ani de irigaŃie, terenul agricol s-a menŃinut în stare bună de fertilitate. Aceasta se explică prin faptul că în întreaga zonă stratul de sol arabil este aşezat pe un substrat permeabil de pietriş şi nisip, la adâncimea de 1-2 m.
Interesant este aici şi modul cum se exploatează terenul irigat în două sezoane. Astfel, în prima jumătate a anului se cultivă grâul, tutunul, cânepa, rapiŃa etc., după care urmează orezul, care acoperă 95% din suprafaŃă. Faptul că aici, ca de altfel şi în alte regiuni ale Chinei se practică cultura orezului prin metoda transplantării, are ca urmare scurtarea timpului în care terenul este ocupat de cultură. În felul acesta se creează condiŃii pentru obŃinerea chiar a trei recolte pe an. Caracteristic în această Ńară, ca şi în alte Ńări din Asia (Japonia, Indonezia etc.) este amenajarea orezăriilor în terase pe terenurile în pantă. Este important şi faptul că irigarea se realizează în cea mai mare măsură prin cădere naturală. Japonia este o altă Ńară asiatică unde irigaŃia are tradiŃii vechi, practicându-se încă înainte de anul 600 î.e.n. Dintre culturiile irigate, aici, ca şi în multe Ńări din această parte a globului, predomină orezul. Datorită reliefului accidentat, în cea mai mare parte deluros şi muntos, s-au extins foarte mult amenajările pentru irigaŃii în terase. În anul 1996 suprafaŃa totală irigată în Japonia a depăşit 2,7 milioane hectare. În Pakistan, cele mai vechi aşezări omeneşti s-au descoperit pe malurile Indusului. Revărsările periodice ale acestui fluviu au constituit în permanenŃă un ajutor preŃios pentru agricultură, Ńinând seama că, după retragerea apelor, în sol se acumula o rezervă importantă de umiditate, foarte utilă culturilor. Cu timpul, omul a învăŃat să folosească raŃional cursul apelor. Astfel, prin construirea unor canale, dintre care unele se folosesc şi astăzi, apa a fost dirijată la mari distanŃe, readucând treptat la viaŃă terenuri fertile care altfel nu puteau fi folosite. Concomitent cu construirea de noi canale s-au extins şi suprafeŃele irigate, acestea ajungând la circa 17,5 milioane hectare în anul 1996. În Tunisia, irigaŃia s-a dezvoltat în mai multe etape distincte: prima între secolele X - I î.e.n., până la venirea romanilor, perioadă în care s-au folosit metode rudimentare de amenajare a terenului şi numai în oaze. A doua etapă poate fi considerată cea de după venirea romanilor când s-au realizat lucrări de mare amploare. După dobândirea independenŃei (a treia etapă), guvernul Tunisiei a acordat o atenŃie deosebită dezvoltării irigaŃiilor, ajungându-se în 1996, la o suprafaŃă irigată de circa 380000 ha. În Israel, irigaŃia datează, de asemenea, din timpuri îndepărtate. Ca sursă de apă s-a folosit cel mai mult apa subterană, din fântâni. IrigaŃia a căpătat o amploare mare după primul război mondial. În prezent, pe lângă sursele subterane se foloseşte o parte din debitul Iordanului. Sunt sisteme în mare majoritate moderne, cu conducte sub presiune, pentru irigare prin aspersiune şi, tot mai mult, prin picurare. Azi se irigă o suprafaŃă de circa 200000 ha În SUA, irigaŃiile au fost utilizate, cu succes, de către populaŃia băştinaşă, formată din indieni. Datele istorice arată că aşezările acestora se întemeiau de-a lungul apelor, aplicând, în zonele secetoase, irigaŃia. După venirea cuceritorilor spanioli, irigaŃiile au intrat într-o nouă fază. Primul canal construit de aceştia a fost început în 1598, având ca sursă de apă fluviul Rio Grande. ApariŃia de sisteme de irigaŃie mai bine organizate în SUA, a avut loc odată cu sosirea primilor emigranŃi. Aceştia, poposind în multe cazuri în zone secetoase, şi-au dat seama că supravieŃuirea lor nu este posibilă aici decât folosind irigaŃia. Pentru a impulsiona dezvoltarea irigaŃiilor, în anul 1894, Congresul a votat legea Carey, prin care nu se permitea intrarea populaŃiei în statele din zonele aride decât în cazul în care statele respective se angajează să facă lucrări de irigaŃie pe terenurile în cauză. Ca urmare a acestui fapt, fiecare stat a trebuit să întocmească planuri cu scheme, reprezentând posibilităŃiile de dezvoltare a irigaŃiilor. În felul acesta, irigaŃiile au progresat cu repeziciune, în special în statele din zonele aride la care se referea legea amintită. În prezent în SUA se irigă o suprafaŃă de peste 20 milioane hectare. Statele cu cea mai întinsă suprafaŃă irigată sunt: California, Arizona, Utah, New Mexico, Colorado, Oklahoma şi Nebraska. Plantele cultivate în condiŃii de irigare sunt: porumbul, grâul, sfecla de zahăr, cartoful, bumbacul, orezul, lucerna, ierburile perene şi alte plante furajere.
În America de Nord irigaŃia se aplică spre nord până la aproximativ 50° în sudul Canadei. Canada irigă aproximtiv 700000 ha. În Mexic suprafaŃa irigată este de 6,1 milioane hectare. În America de Sud regiunile aride ce necesită irigaŃie sunt localizate îndeosebi pe coasta vestică: în Peru (1,7 milioane hectare), în Chile (1,3 milioane hectare) şi în sud-vestul Argentinei (1,7 milioane hectare) În Australia, primele lucrări de irigaŃie au apărut după anul 1840. Necesitatea irigaŃiilor s-a făcut simŃită în mod deosebit în statul Victoria după secetele din 1877 şi 1881. Atunci s-a ajuns la concluzia că şesurile nordice nu pot fi folosite pentru agricultură decât în condiŃii de irigaŃie. În Australia se irigă azi pe o suprafaŃă de peste 2,3 milioane ha. În Europa, datorită condiŃiilor climatice mai puŃin aride decât în alte zone ale globului, amenajările pentru irigaŃii, cu mici excepŃii, sunt de dată mai recentă. De altfel, chiar şi în cele câteva Ńări (Italia, Portugalia, Spania) unde unele amenajări pentru irigaŃie au fost făcute încă de pe timpul romanilor, progresul înregistrat în timp în acest domeniu a fost destul de lent. În ultima vreme însă, irigaŃiile au început să câştige din ce în ce mai mult teren şi în Ńările europene. Dacă în această parte a globului lipsa apei nu se resimte atât de acut ca în alte zone geografice, irigaŃia are însă rol deosebit în mărirea recoltelor. O agricultură avansată, include neapărat, alături de mecanizare şi irigaŃie. Datorită acestui fapt, irigarea culturilor de câmp a fost mult extinsă spre nord. Problemele irigării în Ńările europene sunt foarte variate, în strânsă legătură cu condiŃiile naturale, dar mai ales cu cele social economice. În fostele Ńări sovietice, întinse suprafeŃe din zonele sudice nu pot fi folosite în agricultură cu maxim de randament din cauza umidităŃii naturale insuficiente. Deficitul de umiditate se resimte cel mai puternic în zonele de deşert şi semideşert ale Asiei centrale, în cea mai mare parte a Kazahstanului de sud, în Transcaucazia şi părŃile sudice ale Rusiei. În aceste zone, cu soluri în general fertile şi regim termic favorabil dezvoltării celor mai pretenŃioase culturi din acest punct de vedere (bumbacul, orezul), practicarea unei culturi intensive este exclusă fără introducerea irigaŃiei. PosibilităŃiile de asigurare cu apă din sursele de suprafaŃă, în zonele irigabile, fostelor Ńări sovietice, pot satisface necesarul a peste 50 milioane hectare. Arterele cele mai importante pentru transportul apei de irigat sunt reprezentate de canale gigantice, cum ar fi: Canalul VolgaDon, Canalul Sud Ucrainean, Canalul din nordul Crimeii, Canalul principal Turkman. Actualmente, în Rusia sunt amenajate pentru irigaŃie circa 5,4 milioane hectare, în Ucraina circa 2,6 milioane ha, Uzbekistan 4,0 milioane ha, Turkmenistan 1,3 milioane ha, Kazahstan 2,1 milioane ha, Azerbaidjan 1 milion ha, Kyrghistan 1 milion ha. etc. În Republica Moldova se irigă circa 310 mii ha. SuprafaŃa irigată în FranŃa în 1996 a fost de 1,63 milioane hectare, în Italia 2,71 milioane hectare, în Spania de 3,5 milioane hectare, în Grecia de 1,36 milioane hectare, iar în Portugalia de 630 mii hectare. În Olanda, deşi regiune subumedă, se irigă peste 550 mii hectare. SuprafeŃe întinse s-au amenajat în Bulgaria (800 mii ha.), Albania (340 mii ha), Ungaria (210000 ha), Polonia (100000 ha), Germania (475000 ha) cât şi în Ńara noastră (3,1 milioane hectare). În majoritatea Ńărilor est-europene, irigarea se aplică la cultura legumelor, dar se acordă o mare atenŃie şi culturilor de porumb, sfeclă de zahăr, cartofi, orez, floarea-soarelui, soia, fasole şi, în mod special, plantelor furajere, ca lucerna, iarba de Sudan, sorg furajer, borceaguri şi ierburi perene. Există o tendinŃă generală de a introduce irigarea şi pe pajiştile naturale. Cu privire la metoda de udare a culturilor de câmp şi de amenajare, ca tendinŃă generală pe plan mondial, există un curent în favoarea irigaŃiei prin aspersiune şi în special pentru aspersiunea prin conducte subterane sub presiune. În ultimii ani, irigarea localizată, în special irigarea prin picurare, a cunoscut o tot mai mare extindere. Irigarea prin picurare a fost utilizată începând din jurul anului 1940 în Anglia, în
spaŃii protejate, apoi a fost extinsă şi în condiŃii de câmp la început în Israel şi în alte Ńări, dovedindu-se drept o metodă de irigare economică şi eficientă. Udarea pe brazde sau fâşii, aplicată pe scară largă în SUA, se dovedeşte mai eficientă pe terenuri ce nu cer mari lucrări de nivelare, cu soluri profunde, ce permit aplicarea unor norme de udare mai mari. 1.3. IRIGAREA CULTURILOR AGRICOLE ÎN ROMÂNIA Primele irigaŃii, în łările Române, s-au aplicat la cultura legumelor, începând din secolul al XVII-lea. Prima orezărie s-a înfiinŃat în perioada 1718-1723, la Ghiroda, lângă Timişoara. Între 1750-1850, în Muntenia şi Moldova au fost executate mai multe canale de irigaŃie şi de alimentare cu apă (Pleşa I., 1979; Z.Nagy, 1982; N.Onu, 1988; D.Mureşan şi colab., 1992; E.Luca, 1994). Ideea aplicării irigaŃiei la culturile de câmp, în România, a apărut odată cu întemeierea ştiinŃei agricole din Ńara noastră, în a doua parte a secolului al XIX-lea. Ion Ionescu de la Brad, întemeietorul ştiinŃei agricole româneşti, a menŃionat în scrierile sale irigarea culturilor de câmp şi în special irigarea fâneŃelor, ca o ramură capabilă să asigure venitul cel mai mare în orice condiŃii climatice. P.S.Aurelian, director şi profesor de economie rurală al fostei şcoli superioare de agricultură de la Herăstrău, recomandă în scrierile sale irigarea, ca măsură radicală pentru combaterea secetei. Începând din jumătatea a doua a secolului al XIX-lea, posibilitatea irigării culturilor de câmp a fost studiată de numeroşi ingineri români şi străini. Bunăoară, inginerul italian Gioia, a propus executarea unui canal care să preia apa din Dunăre, "Canalul lui Traian", care urma să pornească de la Turnu Severin şi să străbată Câmpia Dunării până la Brăila. În anul 1911 se înfiinŃează Serviciul ÎmbunătăŃirilor Funciare, iar ing. Al.Davidescu este însărcinat cu studiul posibilităŃilor de irigare a Câmpiei Dunării. În anul următor, Al.Davidescu prezintă un anteproiect pentru irigarea unei suprafeŃe de 1300000 ha, dintre care 900000 ha cu apă din râurile interioare, iar 400000 ha cu apă din Dunăre. Deşi nu a fost pus în aplicare, proiectul a fost apreciat ca fiind foarte ingenios, de către specialişi renumiŃi din Ńară şi străinătate. SuprafaŃa de 15400 ha amenajată în România până în 1938, era destinată aproape în totalitate culturii legumelor. Porumbul, floarea-soarelui, sfecla de zahăr, cartoful, lucerna şi alte culturi de câmp nu s-au irigat nici măcar în scop experimental. În anii 1938-1944 s-a realizat un câmp experimental de irigaŃie în comuna Pitaru, jud. Ilfov, devenit apoi staŃiune a Institutului de Cercetări Agronomice. În această perioadă se amenajează 4000 ha în luncile râurilor din sudul Ńării pentru cultura orezului. În primii ani după al doilea război mondial, din cauza urmărilor războiului, situaŃia irigaŃiilor nu s-a schimbat prea mult. După 1945 s-a stabilit realizarea unor mari lucrări de irigaŃii. În anul 1945 s-a organizat un câmp experimental irigat la Mărculeşti, şi au fost continuate experienŃele şi la fostele staŃiuni experimentale Studina şi Moara Domnească. În perioada anilor 1951-1955 s-a trecut de la irigarea excesivă a legumelor şi a orezului, la irigarea culturilor de câmp şi furajere. Un moment foarte important în evoluŃia irigaŃiilor l-a constituit extinderea culturii irigate a bumbacului. Datorită acestei culturi s-au creat primele amenajări ale sistemelor mari de irigaŃie (ex.: RoşeŃi, cu 1800 ha teren amenajat), ivindu-se astfel posibilitatea şi necesitatea irigării altor culturi de câmp în cadrul asolamentului (porumb, lucernă, sfeclă de zahăr, grâu etc.). Tot în această perioadă cercetarea ştiinŃifică, legată de irigarea culturilor de câmp, a luat o mare dezvoltare. În anul 1955, suprafaŃa irigată a ajuns la 93100 ha, din care: 58900 ha legume, 18600 ha orez şi 15600 ha culturi de câmp.
În anul 1958 s-a înfiinŃat Consiliul NaŃional de IrigaŃii şi Desecări, afiliat la Consiliul InternaŃional de IrigaŃii şi Desecări. În perioada anilor 1956-1960 s-a pus accentul pe dezvoltarea irigaŃiilor odată cu înfiinŃarea unităŃilor agricole mari de producŃie. S-au înfiinŃat noi câmpuri experimentale la institutele agronomice de învăŃământ superior şi la şcolile medii (Băneasa, Timişoara, CoŃofeni, Secuieni, etc.) pe lângă fabricile de zahăr (Arad, Buzău, Timişoara), la Institutul de Cercetări pentru Cultura Porumbului de la Fundulea, precum şi la unele unităŃi agricole de stat. În anul 1959, suprafaŃa totală irigată a ajuns la 136700 ha, din care: legume 71000 ha, orez 27000 ha şi culturi de câmp 38700 ha. Majoritatea amenajărilor au fost localizate în Câmpia Dunării, iar suprafeŃe mai reduse în Câmpia Vestică şi Moldova. În perioada anilor 1960-1970 s-au luat o serie de măsuri în scopul asigurării folosirii integrale a amenajărilor existente pentru extinderea suprafeŃelor irigate şi pentru obŃinerea unor rezultate economice cât mai bune la culturile irigate. La sfârşitul anului 1970 suprafaŃa amenajată pentru irigaŃii însuma 729000 ha. În anii 1971-1992 au fost amenajate pentru irigaŃii peste 2470000 hectare. SuprafaŃa totală amenajată pentru irigaŃii în 1996 era de 3190,6 mii hectare. Pe harta agricolă a Ńării au apărut un număr mare de noi sisteme de irigaŃii între care: Sadova-Corabia, Cetate-Galicea, Terasa Corabia, Terasa Viziru, Pietroiu-Ştefan cel Mare, GălăŃiu-Călăraşi, Sud Razelm, Sinoe, Babadag, CălmăŃui-Călăraşi, Giurgiu-Răzmireşti, RoşeŃi-Dichiseni, Jegălia, Terasa Brăilei, Sistemul Carasu etc. La dezvoltarea agriculturii irigate o contribuŃie importantă a avut-o sectorul de cercetare. Cercetările întreprinse sub coordonarea I.C.I.T.I.D. Băneasa-Giurgiu şi I.C.C.P.T. Fundulea au rezolvat numeroase probleme ridicate de exploatarea sistemelor de irigaŃie. Printre altele s-a întocmit o raionare a regimului de irigare pe întreg teritoriul Ńării, lucrare bazată pe utilizarea ecuaŃiei bilanŃului apei din sol. S-au găsit soluŃiile cele mai economice pentru reducerea pierderilor pe canale, s-a acordat o mare atenŃie fenomenului de salinizare secundară pe terenurile irigate şi în special în orezării. Prin cercetări întreprinse în direcŃia perfecŃionării metodelor de irigare, s-a reuşit să se precizeze elementele necesare realizării unei productivităŃi de lucru a instalaŃiilor de aspersiune, s-au perfecŃionat dispozitivele pentru dirijarea apei în reŃeaua de udare prin aspersiune, s-au stabilit elementele tehnice ale udării pe brazde lungi etc. Cercetările privind agrotehnica culturilor irigate au fost, de asemenea, studiate. S-a reuşit să se identifice soiurile şi hibrizii cei mai potriviŃi, la principalele culturi irigate, sistemul de îngrăşare şi de lucrare a solului în condiŃiile unor rotaŃii specifice, corespunzătoare structurii culturilor de pe terenurile irigate, cu încărcătură mare de porumb, lucernă şi alte plante furajere, densitatea optimă a plantelor şi regimul de irigare, diferenŃiat pe zone mari naturale şi metode de irigare. Din anul 1990, odată cu reorganizarea agriculturii şi punerii în posesie a proprietarilor, s-a semnalat o oarecare rămânere în urmă în privinŃa exploatării corecte a terenurilor irigate, obŃinându-se încă producŃii destul de mici şi la un preŃ de cost ridicat, în multe sisteme de irigaŃii. Este necesar, în momentul de faŃă, să se ia toate măsurile pentru buna funcŃionare a sistemelor de irigaŃii existente, pentru executarea corespunzătoare a lucrărilor de întreŃinere, amplasarea pe aceste terenuri a culturilor de mare randament. Trecerea în proprietate privată a suprafeŃelor amenajate pentru irigaŃii, începând din anul 1990, trebuie să aibă în vedere crearea condiŃiilor pentru o bună exploatare a acestora. În cercetarea ştiinŃifică trebuie elaborate tehnologii moderne pentru explotarea eficientă a terenurilor amenajate şi folosirea judicioasă a îngrăşămintelor, zonarea corespunzătoare a soiurilor şi hibrizilor, realizarea de asolamente şi rotaŃii raŃionale ale culturilor irigate, în concordanŃă cu cerinŃele economiei de piaŃă. De asemenea, datorită avantajelor de ordin tehnologic, se vor extinde cercetările privind aplicarea unor tratamente (erbicide, insecticide, fungicide, retardante) odată cu apa de irigare.
Capitolul II RELAłIILE SOL - APĂ - PLANTĂ
IrigaŃia este una dintre măsurile agrotehnice importante, care poate contribui la obŃinerea unor sporuri mari de producŃie. Practica agricolă a demonstrat că succesul lucrărilor de irigaŃie nu depinde numai de folosirea celor mai moderne sisteme de amenajare şi metode de udare. PerfecŃionarea tehnicilor de udare asigură ridicarea randamentului de utilizare a apei şi reducerea necesarului de forŃă de muncă, dar realizarea scopului final al irigaŃiei, sporirea producŃiei agricole şi menŃinerea sau ridicarea fertilităŃii solului, nu se pot realiza fără cunoaşterea aprofundată a relaŃiilor sol-apăplantă şi, bineînŃeles, a celor mai noi metode de amenajare şi de udare. Irigarea la momentul potrivit, cu o cantitate corespunzătoare de apă, aplicată în funcŃie de viteza de infiltraŃie, fără a favoriza scurgerile şi eroziunea solului, reprezintă o condiŃie esenŃială în obŃinerea rezultatelor dorite. Este important ca specialiştii în irigaŃii să posede, pe lângă cunoştinŃele legate de tehnica irigaŃiei, şi temeinice cunoştinŃe de pedologie, fiziologie, fitotehnie, legumicultură, pomicultură, viticultură etc., care să le permită să înŃeleagă relaŃiile complexe dintre sol-apăplantă în condiŃiile specifice ale zonei în care practică irigaŃia. Aplicarea raŃională a irigaŃiei se poate realiza în condiŃiile în care se cunosc proprietăŃile fizice şi hidrofizice ale solului, formele sub care se găseşte apa în sol, aspectele legate de circulaŃia şi accesibilitatea apei pentru plante, de cantitatea de apă pe care o poate înmagazina solul, precum şi necesarul de apă al plantelor. De asemenea, trebuie să fie cunoscute condiŃiile de salinizare secundară a solului, posibilităŃile de transport şi concentraŃia sărurilor, ca urmare a circulaŃiei şi evaporaŃiei apei din sol. 2.1. PROPRIETĂłILE FIZICE ALE SOLULUI LEGATE DE APLICAREA IRIGĂRII ProprietăŃiile fizice ale solului, determină, împreună cu proprietăŃiile hidrofizice, cantitatea de apă care se înmagazinează în sol, apa accesibilă plantelor, mişcarea apei, viteza de infiltraŃie şi aprovizionarea plantelor cu substanŃe nutritive. De aceste proprietăŃi ale solului se va Ńine seama la alegerea tipului de amenajare, a metodei şi a elementelor tehnice de udare (I.Pleşa,1979; Z.Nagy, 1982; E.Luca, 1994; L.Muntean şi colab., 1995; P.Guş şi colab., 1998). 2.1.1. Textura solului (compoziŃia granulometrică) - indică mărimea şi forma particulelor de sol (pietriş, nisip, praf, argilă), precum şi proporŃia în care acestea intră în alcătuirea diferitelor tipuri de sol. În funcŃie de textură, solurile se clasifică în trei categorii mari: soluri uşoare cu un conŃinut de peste 70% nisip; soluri mijlocii cu un conŃinut de nisip de până la 70% şi argilă până la 35%; soluri grele, cu un conŃinut de argilă mai mare de 35%. Solurile uşoare (nisipoase, nisipo-lutoase) se caracterizeză printr-o capacitate redusă de reŃinere a apei, fiind recomandate pentru udarea prin aspersiune şi prin picurare. Solurile mijlocii (luto-nisipoase, lutoase) sunt soluri echilibrate din punct de vedere textural, pretându-se la toate tipurile de amenajare şi la toate metodele de udare. Solurile grele (luto-argiloase, argilo-lutoase, argiloase) se caracterizează printr-o mare capacitate de reŃinere a apei, fiind greu permeabile. Irigarea unor astfel de terenuri poate conduce la băltirea apei sau la scurgeri de suprafaŃă, implicit la degradarea terenurilor şi la înrăutăŃirea condiŃiilor a plantelor. 2.1.2. Structura solului reprezintă modul de asamblare a particulelor de sol în agregate. Se disting două tipuri de structură: o microstructură a solului, reprezentată de agregate cu
diametru mai mic de 0,25 mm şi o macrostructură, reprezentată de agregate cu diametru mai mare de 0,25 mm.(Obrejanu 1966). După forma particulelor care alcătuiesc agregatele de sol, structura poate fi: glomerulară (grăunŃoasă), şistoasă, alunară, nuciformă, prismatică, bulgăroasă, columnară. Structura solului poate fi degradată prin aplicarea neraŃională a irigaŃiei, prin utilizarea unei ape de irigat necorespunzătoare, prin aplicarea lucrărilor solului la o umiditate ridicată etc. 2.1.3. Greutatea volumetrică (Gv), numită şi greutate specifică aparentă sau densitate aparentă (Da) - reprezintă raportul dintre greutatea solului în aşezarea sa naturală (G) şi volumul total al probei luate în considerare (Vt), inclusiv volumul porilor. Greutatea volumetrică se exprimă în g/cm3 sau t/m3. Valorile greutăŃii volumetrice determinate pe orizonturi de sol, sunt utile pentru transformarea valorilor procentelor de greutate ale umidităŃii în unităŃi de volum, transformare necesară în calcularea normelor de irigaŃie şi normelor de udare. Un sol relativ afânat prezintă valori ale greutăŃii volumetrice până la 1,3-1,4 t/m3, un sol tasat prezintă valori cuprinse între 1,4-1,6 t/m3 iar un sol foarte tasat, între 1,6-1,8 t/m3. 2.1.4. Greutatea specifică (Gs), numită uneori şi greutate specifică reală - reprezintă raportul dintre greutatea probei (G) şi volumul particulelor solide (Vps), în aşezare compactă, exclusiv volumul porilor. Valorile greutăŃii specifice variază, în general, foarte puŃin, de la un sol al altul, valorile medii fiind cuprinse în intervalul 2,65-2,70 g/cm3. 2.1.5. Porozitatea solului - reprezintă raportul dintre volumul solului neocupat de particulele solide (spaŃiile pline cu aer şi apă) şi volumul total al solului. În funcŃie de dimensiunile porilor, porozitatea (spaŃiul lacunar), poate fi: capilară (diametrul porilor este mai mic de 0,1-0,2 mm), în interiorul agregatelor structurale, şi necapilară (pori cu diametrul mai mare de 0,2 mm), între agregatele structurale. În general, porii capilari au rol de reŃinere a apei în sol, iar cei necapilari asigură aerisirea solului. Porozitatea totală (capilară şi necapilară) se determină după relaŃia: Gv Pt = 100 (1) Gs în care: Pt - porozitatea totală (%); Gv - greutatea volumetrică (g/cm3); Gs - greutatea specifică (g/cm3); Solurile cu textură mijlocie prezintă cea mai echilibrată porozitate (cu un raport optim între porii capilari şi cei necapilari), iar solurile grele se caracterizează printr-o porozitate redusă. Kacinski (citat de I.Pleşa 1974) apreciază că porozitatea totală este excesivă dacă depăseşte 70%, este bună între 55 şi 60%, satisfăcătoare între 50 şi 55% şi nesatisfătoare în cazul solurilor sub 50%. 2.2. FORMELE DE APĂ DIN SOL Datorită mecanismelor fizice diferite care determină mişcarea şi reŃinerea apei în sol, precum şi proprietăŃilor diferite pe care le are apa supusă acestor mecanisme, în sol se diferenŃiază mai multe forme de apă. Se poate aprecia că formele de apă din sol sunt diferite calitativ, dar trecerea de la o categorie la alta nu este bruscă ci, în general, se realizează treptat. O clasificare făcută de Briggs (citat de Obrejanu, 1966) cuprinde trei forme de apă: Apa higroscopică - este apă strâns legată de particulele solide ale solului datorită unor forŃe de adsorbŃie, care se stabilesc la contactul dintre particulele de sol şi apă. Această categorie de apă este inaccesibilă plantelor.
Apa capilară - este cea mai imporantă formă de apă din sol, cu implicaŃii directe în evoluŃia plantelor. Se găseşte în porii capilari ai solului şi este pusă în mişcare de forŃele capilare care se stabilesc la contactul apă-aer. Apa capilară este cuprinsă între coeficientul de higroscopicitate şi capacitatea de câmp. Apa gravitaŃională (apa liberă) - este apa aflată în exces (peste capacitatea de câmp), nereŃinută nici de forŃele de adsorbŃie nici de cele capilare, ocupând porii largi ai solului, prin care se scurge în profunzime, sub acŃiunea câmpului gravitaŃional. Pe lângă cele trei forme de apă, considerate esenŃiale, au fost descrise şi unele forme intermediare. Astfel, apa peliculară (Lebedev, citat de Obrejanu, 1966), se află pe poziŃie intermediară între apa higroscopică şi apa capilară, fiind reŃinută în sol de forŃe inferioare primei categorii, dar superioară celei de-a doua categorii. O clasificare originală a formelor de apă (Rode, citat de Obrejanu, 1966), cuprinde: 1. apa de cristalizare; 2. apa în stare solidă; 3. apa în stare de vapori; 4. apa strâns legată; 5. apa slab legată; 6. apa liberă, care la rândul ei se diferenŃiază în: apa pelicular-suspendată, apa suspendată din interiorul agregatelor, apa capilar-suspendată, apa gravitaŃională în curs de infiltrare, apa gravitaŃională capilar sprijinită şi apa gravitaŃională sprijinită. Clasificarea propusă de Rode se bazează pe noŃiunile introduse de el de apă sprijinită şi apă suspendată. Apa sprijinită este apa din franjul capilar, adică din stratul de sol situat deasupra pânzei de apă freatică, în care apa se ridică prin capilaritate. Apa suspendată este caracteristică zonelor secetoase, fiind depăşită de apa freatică, aflată la adâncimi mari, printr-un strat relativ uscat de sol. Apa suspendată formată în partea superioară a profilului de sol, în urma infiltrării apei din precipitaŃii şi a apei de irigaŃie, poate fi consumată de plante, iar o parte se evaporă. 2.3.
PROPRIETĂłILE HIDROFIZICE ALE APLICAREA IRIGĂRII CULTURILOR
SOLULUI
LEGATE
DE
Cunoaşterea proprietăŃilor hidrofizice ale solurilor pe terenurile irigate constituie o condiŃie de cea mai mare importanŃă pentru înmagazinarea şi reŃinerea apei în sol. Cele mai importante proprietăŃi hidrofizice ale solului, care trebuie cunoscute în exploatarea terenurilor irigate, sunt: permeabilitatea, capilaritatea şi capacitatea de reŃinere a apei. Scopul practic al cunoaşterii proprietăŃilor hidrofizice este de a putea dirija mecanismul înmagazinării apei în sol prin aplicarea unei agrotehnici specifice, în aşa fel încât apa înmagazinată în sol să fie pusă la dispoziŃia culturilor agricole sub forma cea mai accesibilă. Cunoaşterea indicilor este necesară în tehnica irigaŃiei pentru calcularea normelor de udare şi, în general, pentru aplicarea unui regim optim de irigare. Valoarea indicilor hidrofizici are un caracter convenŃional. Cifra care indică mărimea dintre proprietăŃile hidrofizice este constantă pentru un anumit sol, numai în anumite condiŃii fizico-chimice. Orice schimbare în textură, structură sau compoziŃia chimică a solului, produsă prin intervenŃia omului, ca de pildă distrugerea hardpanului prin lucrarea cu scormonitorul, întreŃinerea permanentă a stratului afânat la suprafaŃă, aplicarea îngrăşămintelor şi a amendamentelor, are ca urmare modificarea valorilor indicilor hidrofizici (D.Mureşan şi colab., 1992; Z.Nagy, 1982; O.Merculiev, 1986; E.Luca, 1994; P.Guş şi colab., 1998). 2.3.1. Permeabilitatea solului pentru apă Este proprietatea solului de a permite trecerea apei prin el. Permeabilitatea solului este mai mare la început, descrescând treptat, pe măsură ce solul se îmbibă cu apă. Ea se stabilizează la o anumită valoare, corespunzătoare fazei când solul saturat permite trecerea apei cu o viteză constantă.
AcŃionând asupra structurii şi gradului de afânare a solului, permeabilitatea pentru apă poate fi dirijată în sensul dorit, ceea ce este deosebit de important în cazul terenurilor irigabile. Arăturile adânci, lucrarea cu scormonitorul, încorporarea îngrăşămintelor organice şi aplicarea amendamentelor de calciu, sunt principalele mijloace pentru mărirea permeabilităŃii solurilor grele şi impermeabile. Impregnarea solurilor nisipoase cu mâlul transportat de apă şi de pe fundul bălŃilor, încorporarea unor cantităŃi mari de materie organică în straturi succesive, compactarea terenului cu tăvălugul etc., reprezintă importante mijloace pentru micşorarea permeabilităŃii solurilor uşoare în agricultura irigată. În general, solurile irigabile trebuie să aibă o permeabilitate mijlocie pentru apă. Dacă solul are permeabilitatea prea mare, apa de irigaŃie se pierde fără folos în profunzime, iar dacă are permeabilitatea prea mică, apa bălteşte la suprafaŃă. InfiltraŃia apei este un proces aflat în strânsă relaŃie cu permeabilitatea, referindu-se doar la pătrunderea descendentă a apei în sol, pe diferite căi, sub acŃiunea forŃei gravitaŃionale. Viteza de infiltraŃie este importantă în alegerea sistemului de amenajare, metodelor de udare, elementelor tehnice ale udării etc. 2.3.2. Capilaritatea solului Este proprietatea solului prin care apa din pânza freatică se poate ridica la o anumită înălŃime datorită forŃei capilare. Stratul de sol sau subsol care conŃine apa provenită din pânza freatică, prin intermediul forŃei capilare, se numeşte franj capilar. Dacă apa conŃinută în franjul capilar este consumată de către plante, prin absorbŃia rădăcinilor, sau se pierde prin evaporaŃie la suprafaŃa solului, atunci apa cheltuită este înlocuită cu cantităŃi noi de apă ce se ridică prin forŃa capilară. Capilaritatea solului se măsoară în înălŃimea de ridicare a apei (înălŃimea frajului capilar). Ea depinde de textura solului şi de cantitatea de săruri dizolvate în apă. Orientativ, pentru stabilirea înălŃimi de ridicare a apei freatice, se pot folosi datele din tabelul 2.1. Tabelul 2.1 ÎnălŃimea de ridicare a apelor freatice prin capilaritate (după O. Merculiev, 1986) ÎnălŃimea maximă de ridicare a Tipul textural de sol apei/cm Argilos 400-500 Argilo-nisipos, greu 300-400 Argilo-nisipos mijlociu 200-300 Argilo-nisipos uşor 150-200 Nisipo-argilos 100-150 Nisipos 50-100 Capilaritatea este proprietatea fizică a solului de care trebuie să se Ńină seama, cu prioritate, în irigaŃie. Când franjul capilar se află aproape de suprafaŃa solului, ca în cazul solurilor freatic umede, aportul freatic contribuie la economisirea unei cantităŃi apreciabile de apă de irigaŃie. Aportul freatic poate însă contribui la sărăturarea solului prin depunerea neîncetată pe pereŃii capilarelor a sărurilor conŃinute de apa freatică, de obicei mineralizată. Contactul apei de irigaŃie la nivelul franjului capilar cu apa freatică sărăturată are ca urmare difuziunea sărurilor în apa de irigaŃie şi deci declanşarea sărăturării şi în stratul ocupat de rădăcini. Capilaritatea solului are un rol important în umezirea freatică a solului, de care trebuie să se Ńină seama la cultivarea plantelor în condiŃii de irigare.
Din punct de vedere al adâncimii la care se găseşte franjul capilar se deosebesc trei situaŃii diferite: a) Franjul capilar este la suprafaŃa solului, determinând umezirea excesivă a solului sau chiar sărăturarea lui în cazul când apa freatică este mineralizată. Este cazul solurilor cu nivel ridicat al apei freatice. Aceste soluri, prin irigare, sunt expuse sărăturării sau înmlăştinirii. b) Franjul capilar atinge stratul în care se dezvoltă rădăcinile plantelor cultivate. Este cazul solurilor freatic umede la care nivelul apei freatice se găseşte între 2-3 m (în funcŃie de mărimea ascensiunii capilare). Reducerea normelor de irigaŃie şi împiedicarea pierderii apei în canalele de irigaŃie sunt măsurile indicate pe aceste terenuri. c) Franjul capilar este situat mai jos de stratul în care au ajuns rădăcinile plantelor. Este cazul solurilor cu nivelul freatic la o adâncime mai mare de 3-5 m şi la care, datorită aportului freatic, nu apar restricŃii de folosire a apei de irigaŃie. În general, solurile din prima categorie nu au nevoie de irigaŃie, ci de drenaj, eventual de măsuri pentru combaterea sărăturării. Irigarea apare necesară pe solurile din ultima categorie cât şi pe unele soluri din categoria a doua, atunci când aportul freatic nu compensează deficitul de umiditate din precipitaŃii. Trebuie avut în vedere că, datorită pierderilor de apă ce au loc prin infiltraŃie în sistemele de irigaŃie, se produce o ridicare treptată a nivelului freatic, ceea ce face ca solurile din categoria a doua să treacă în prima categorie la scurtă vreme după introducerea irigaŃiei, iar solurile cu apă freatică situată la 5-10 m adâncime să treacă adeseori în categoria a doua. Pentru prevenirea acestor situaŃii, urmate de cele mai multe ori, în climatele aride, de înmlăştinirea şi sărăturarea secundară a solului, se impun măsuri speciale de reducere a pierderilor de apă în sistemele de irigaŃie şi de combatere a efectelor negative ale irigaŃiei, cu drenajul. Cantitatea de apă pe care franjul capilar o pune la dispoziŃia plantelor trebuie avută în vedere la stabilirea normelor de irigaŃie. 2.3.3. Capacitatea de reŃinere a apei în sol Este proprietatea solului de a reŃine şi de a înmagazina apa. În funcŃie de condiŃiile de umezire a solului, apar mai multe trepte ale capacităŃii de reŃinere, exprimate prin indici hidrofizici caracteristici. În practica irigaŃiei interesează în mod deosebit două trepte ale capacităŃii de reŃinere a apei în sol şi anume: pragul rezervei de apă inaccesibilă plantelor (rezerva moartă de apă) şi capacitatea de câmp pentru apă. Valorile celor două trepte de capacitate sunt constante pe unul şi acelaşi tip de sol şi pot caracteriza solul din punct de vedere al proprietăŃilor sale de reŃinere şi de înmagazinare a apei. Ele se exprimă în procente din masa solului uscat. Limita inferioară a conŃinutului de umiditate până la care plantele se mai pot încă aproviziona cu apă este determinată de coeficientul de ofilire (CO). Coeficientul de ofilire reprezintă conŃinutul de umiditate al solului la care plantele se ofilesc, fără să-şi mai poată reface ulterior turgescenŃa, chiar dacă sunt puse într-o atmosferă saturată de vapori de apă. După ultimele cercetări s-a constatat că acest coeficient de ofilire nu reprezintă un singur punct, o valoare unică, deasupra căreia plantele vegetează normal şi sub care plantele se ofilesc, ci un şir de valori, adică un interval de ofilire. Valorile cele mai mari ale intervalului corespund apariŃiei primelor semne de ofilire a plantelor, iar valorile cele mai mici, ofilirii permanente, adică morŃii plantelor.
Coeficientul de ofilire reprezintă un punct convenŃional luat în cuprinsul acestui interval. Valoarea coeficientului de ofilire depinde de numeroşi factori, între care cei mai importanŃi sunt: textura solului, conŃinutul în humus şi conŃinutul în săruri. El variază cu solul, iar pe acelaşi sol, cu orizontul genetic. Se determină pe adâncimile de 0,5; 0,75; 1,0; 1,5 m. Coeficientul de ofilire se determină: fie direct, în vase de vegetaŃie cu ajutorul plantelor, fie indirect, prin calcul, folosindu-se alt indice hidrofizic, coeficientul de higroscopicitate: CO = 1,5 x coeficientul de higroscopicitate. Limita superioară a conŃinutului de apă până la care plantele se pot aproviziona, este capacitatea maximă pentru apă a solului. Dar, aşa cum se ştie, starea de umiditate corespunzătoare capacităŃii maxime nu se menŃine decât foarte scurt timp în sol. Nu se menŃine nici chiar starea de umiditate corespunzătoare capacităŃii capilare. Umiditatea din sol care se menŃine un timp mai îndelungat decât capacitatea capilară, este starea denumită capacitatea de câmp pentru apă a solului. Pentru irigaŃie este una dintre cele mai importante proprietăŃi ale solului. Lipsa de date exacte asupra acesteia poate conduce la erori grave în aplicarea udării în teren. Capacitatea de câmp pentru apă a solului (CC) este cantitatea de apă care a rămas în sol după ce acesta a fost mai întâi saturat cu apă şi apoi a pierdut prin infiltraŃie apa gravitaŃională şi o parte a apei din capilarele mari, ajungând la un echilibru aproape durabil al umidităŃii. Această treaptă a capacităŃii de reŃinere a solului nu cuprinde în sfera sa apa gravitaŃională, care este un timp prea scurt la dispoziŃia plantelor. În condiŃii de irigaŃie, faza de echilibru a umidităŃii corespunzătoare capacităŃii de câmp pentru apă este atins în general după 48 ore de la udare, când solul a pierdut prin infiltraŃie normală apa gravitaŃională, precum şi o parte din apa capilară mai uşor mobilă. Valoarea capacităŃii de câmp depinde în primul rând de textura şi structura solului şi de conŃinutul în substanŃă organică. Ea variază cu solul şi, la acelaşi sol, cu orizonturile genetice. Se determină în câmp pe straturi de 0,5 m; 0,75 m; 1 m şi 1,5 m, după metoda Kacinski sau prin calcul: CC = 2,7 x coeficientul de higroscopicitate. 2.3.4. Determinarea rezervei de apă din sol Pentru dirijarea corespunzătoare a regimului de apă din sol prin irigare, este necesar să se urmărească îndeaproape evoluŃia umidităŃii solului până la adâncimi de 1,50 m, în funcŃie de sistemul radicular al culturii. Determinarea rezervei de apă din sol se realizează periodic, pe orizonturi genetice şi se exprimă în procente din greutatea solului uscat, care pot fi echivalate în procente de volum sau în unităŃi de volum, m3/ha (Pleşa I. şi Florescu Gh., 1974), după relaŃiile: U% (volum) = U% (greutate) · Gv; U (m3/ha) = 100 · H · Gv · U% (greutate) sau U (m3/ha) = 100 · H · U% (volum); în care: Gv = greutatea volumetrică (t/m3) H = grosimea stratului de sol pentru care se calulează umiditatea (m). Determinarea rezervei de apă din sol se poate face după una dintre metodele: gravimetrică, tensiometrică, electrometrică, neutronică, picnometrică etc.
2.4. PRECIPITAłIILE ŞI TEMPERATURA - FACTORI CARE DETERMINĂ NECESITATEA IRIGĂRII IrigaŃia este o măsură agrotehnică de sporire a producŃiei, care trebuie extinsă numai acolo unde este necesar, altfel devine neeconomică şi ridică nejustificat costul produŃiei. Între factorii care influenŃează necesitatea irigării culturilor, un rol esenŃial revine factorilor climatici (precipitaŃiile, temperatura), alături de factorii economici (cerinŃe interne de produse agricole şi posibilităŃile de export), de sol, plantă etc. 2.4.1. PrecipitaŃiile Media anuală de precipitaŃii, caracteristică pentru o anumită regiune constituie un criteriu, insuficient însă, pentru aprecierea necesităŃii irigaŃiei şi pentru determinarea volumului de apă necesar a fi administrat prin irigaŃie culturilor agricole. Se admite, în general, că la precipitaŃii medii anuale sub 250 mm nu este posibilă cultivarea cu succes a plantelor agricole fără irigare, iar la precipitaŃii între 250-500 mm nu se pot realiza condiŃiile unei agriculturi intensive fără irigare. (Vl. Ionescu Siseşti, 1971; Z. Nagy şi E.Luca, 1994 etc.). Având în vedere că pe glob 25% din suprafaŃa uscatului se găseşte în climat arid (cu precipitaŃii sub 250 mm) şi 30% în climat semiarid, (cu precipitaŃii între 250-500 mm), rezultă că pe mai mult de jumătate din suprafaŃa globului, precipitaŃiile atmosferice sunt insuficiente pentru a asigura o producŃie agricolă ridicată. De aici rezultă importanŃa şi necesitatea irigaŃiei ca măsură radicală de sporire a producŃiei agricole. În Ńara noastră precipitaŃiile anuale sunt mai mici de 500 mm, pe 20% din teritoriu, ceea ce justifică necesitatea extinderii irigaŃiei pe această suprafaŃă. N. Grumeza, O. Merculiev şi C. Kleps (1989) au calculat pentru condiŃiile climatice din Câmpia de Vest a Olteniei nevoia de apă a diferitelor culturi agricole, exprimând-o în necesar de precipitaŃii anuale. Astfel, consumul total de apă (medie pe perioada 1976-1985) oscilează în jurul valorii de 700 mm/ha la porumb şi soia, între 800-1000 mm/ha la lucernă şi între 750-800 mm la sfecla de zahăr. La floarea-soarelui şi cartof aeasta este de circa 600 mm/ha. În condiŃii obişnuite, fără irigaŃie, valorile sunt în general mai reduse cu circa 50%. Rezultă că în regiunile unde se realizează cantitatea anuală de precipitaŃii corespunzătoare necesarului culturilor menŃionate, aceste culturi găsesc condiŃii de umiditate satisfăcătoare. Dar pentru satisfacerea nevoii de apă a plantelor nu este suficient să li se asigure cantitatea totală necesară, fiind important mai ales modul de repartizare a apei în funcŃie de fazele de vegetaŃie. Plantele pot suferi de lipsă de apă chiar la medii anuale ridicate, dar nefavorabil distribuite, după cum cerinŃele faŃă de umiditate pot fi satisfăcute chiar la medii anuale mai reduse, însă favorabil repartizate. În regiunile în care precipitaŃiile sunt concentrate în anotimpul rece sau în regiunile caracterizate printr-un regim pluviometric torenŃial, plantele nu pot beneficia de întreaga cantitate de apă căzută şi vor suferi de secetă. Întrucât caracterizarea regimului pluviometric prin mediile anuale, s-a dovedit, cel puŃin în condiŃiile Ńării noastre, ca sumară şi imprecisă, Botzan si Merculiev (1954-1955) au împărŃit precipitaŃiile în: 1. precipitaŃii din perioada caldă a anului (aprilie-septembrie), numite convenŃional precipitaŃii de vară şi 2. precipitaŃii din perioada rece a anului (octombrie-martie), numite convenŃional precipitaŃii de iarnă. Este un mijloc mai precis de caracterizare a regimului pluviometric, oferind posibilităŃi mai sigure de apreciere a nevoii de irigare. Luând în considerare suma precipitaŃiilor de vară, regiunea de câmpie a Ńării a fost împărŃită de Vlad Ionescu-Siseşti în patru zone: a) Zona cu precipitaŃii de vară sub 200 mm, cuprinzând Dobrogea, bălŃile IalomiŃei şi Brăilei aproape în întregime, porŃiuni mai reduse în sud-estul şi nordul Bărăganului, precum şi sudul Moldovei.
b) Zona cu suma precipitaŃiilor de vară 200-250 mm, cuprinzând aproape toată Câmpia Dunării, câmpia de sud a Moldovei şi colŃul vestic al Câmpiei de Vest. c) Zona cu suma precipitaŃiilor de vară de 250-300 mm, ce cuprinde cea mai mare parte a câmpiei din vestul Ńării, Câmpia Transilvaniei, o fâşie din nordul Câmpiei Dunării şi o fâşie în Moldova, mai redusă în sud-vest şi mai extinsă în nord-est. d) Zona cu suma precipitaŃiilor de vară mai mare de 300 mm, cuprinde o fâşie, mai îngustă sau mai lată, la poalele dealurilor. Această zonă are o extindere mai mare în partea de nord-vest a Moldovei. Un indiciu utilizat frecvent pentru caracterizarea condiŃiilor climatice ale unei regiuni şi pentru aprecierea necesităŃii irigării culturilor de câmp este reprezentat de perioada de secetă. Prin perioadă de secetă se înŃelege, în sens meteorologic, intervalul de cel puŃin 10 zile în jumătatea caldă a anului şi de cel puŃin 14 zile în jumătatea rece a anului, în care nu au căzut deloc precipitaŃii. În medie pe Ńară sunt luate în considerare 5 perioade de secetă, cu frecvenŃă maximă în Bărăgan, unde media este de 7 secete pe an. Pe litoralul Mării Negre sunt semnalate 6-7 secete pe an. Numărul lor scade către nord-vestul şi nordul Ńării unde numărul lor se reduce la două sau unde sunt ani fără secetă. Durata medie a unei perioade de secetă în Ńara noastră este de 18 zile, ajungând la 20 zile în Bărăgan şi scurtându-se spre nordul Ńării. Seceta meteorologică, aşa cum s-a definit, poate avea semnificaŃie necorespunzătoare din punct de vedere agricol şi în special la irigarea culturilor, având în vedere că o ploaie mai mică de 5 mm nu întrerupe de fapt o perioadă de secetă fiziologică şi cu atât mai mult o perioadă de secetă a solului. Dacă nu se Ńine seama de ploile mici, care efectiv nu au nici un efect din punct de vedere agricol, tabloul secetelor din Ńară apare mult mai defavorabil. Acest fapt trebuie luat în considerare atunci când se apreciază necesitatea introducerii irigaŃiei. Astfel, s-a convenit să se utilizeze ca indice climatic seceta solului sau seceta agricolă, care se defineşte ca intervalul de timp de cel puŃin 10 zile consecutive fără precipitaŃii mai mari de 5 mm sau succesive. Seceta solului este mai frecventă şi mai mare decât seceta meteorologică. Analizând situaŃia din Bărăgan, se constată că numărul mediu al perioadelor de secetă a solului, ce survin în decursul perioadei de vegetaŃie a plantelor (jumătatea caldă a anului), este de 6, cu o durată medie de 23 de zile. Determinând durata şi frecvenŃa secetelor solului pe teritoriul agricol al Ńării, se obŃin nu numai date precise asupra zonelor bântuite de secetă, dar, mai ales, datele cu privire la perioada din cursul anului când apare seceta, ceea ce are o deosebită importanŃă în prezicerea regimului de irigaŃie a culturilor agricole. 2.4.2. Temperatura Pentru determinarea zonelor de pe teritoriul Ńării cu deficit de umiditate şi avizate pentru irigaŃie, este insuficientă luarea în considerare numai a precipitaŃiilor, fie ca medie anuală, fie ca medie din perioada de vegetaŃie a plantelor, fie sub aspectul lipsei precipitaŃiilor (secetele). Deficitul de umiditate depinde şi de alŃi factori, între care temperatura aerului, radiaŃia solară şi intensitatea vântului. În ceea ce priveşte temperatura aerului, indicele cel mai caracteristic pentru identificarea zonelor avizate la irigaŃie este izoterma anotimpului de vară care are în zona de câmpie o amplitudine cuprinsă între 18-22˚. Cu cât temperatura este mai mare, cu atât consumul de apă al culturilor agricole (prin transpiraŃie şi prin evaporaŃie) este mai mare iar gradul de folosire a precipitaŃiilor mai mic. Temperaturile cele mai ridicate se înregistrează în sudul Ńării, temperaturi mijlocii în estul şi vestul Ńării, iar temperaturi mai coborâte în nord. Izoterma de vară de 22˚ desparte o fâşie de teren în lungul Dunării, de la Turnu-Severin la GalaŃi, lată de 10-40 km, şi o altă fâşie pe malul drept al Dunării, în Dobrogea, în dreptul bălŃilor IalomiŃei şi Brăilei. Acestea sunt zonele din Ńară cu cea mai mare arşiŃă, care creează adesea condiŃii defavorabile plantelor agricole, în special grâului şi porumbului, ale căror boabe
suferă cu regularitate de şiştăvire, mai ales în cazul folosirii unor soiuri sau hibrizi nerezistenŃi la temperaturi ridicate. Izoterma de vară de 21˚ trece prin următoarele localităŃi: Turnu-Severin, Craiova, Bucureşti, Buzău, Tecuci, împărŃind Câmpia Dunării în două părŃi aproximativ egale. Izoterma de vară de 20˚ delimitează aproape toată câmpia vestică, mai puŃin porŃiunea de nord; formează cu izoterma de vară de 21˚ o fâşie mai mult sau mai puŃin lată (de 20-60 km) în câmpia Dunării, spre zona deluroasă, şi delimitează în est toată câmpia sudică a Moldovei, până în dreptul municipiului Iaşi. Izoterma de vară de 20˚ se suprapune aproximativ cu linia care desparte zona de precipitaŃii de vară de 200-250 mm de zona cu precipitaŃii de vară de 250-300 mm. Izoterma de vară de 19˚ delimitează nordul câmpiei vestice, vestul Câmpiei Transilvaniei, trece pe la poalele dealurilor subcarpatice în câmpia Dunării şi delimitează către est câmpia nordică a Moldovei. Izoterma de vară de 19˚ desparte în nordul Moldovei zona cu precipitaŃii de vară de 250-300 mm de zona cu precipitaŃii mai mari de 300 mm. Izoterma de vară de 18˚ înfăşoară zona muntoasă, delimitând către est Câmpia Transilvaniei. Această câmpie este, prin urmare, mult mai rece decât restul zonei de câmpie a Ńării, găsindu-se între izotermele de vară de 18˚ şi 19˚. Temperatura aerului, luată izolat, nu poate servi la precizarea necesităŃii irigării culturilor de câmp, în schimb, constituie un element climatic complementar preŃios al regimului pluviometric, pentru stabilirea zonelor şi gradului de necesitate a introducerii irigaŃiei M.Botzan, 1972; I.Pleşa, 1974; Z.Nagy, 1982; N.Onu, 1988; E.Luca, 1997).
2.5. PLANTA CA FACTOR ÎN IRIGAłIE Exploatarea raŃională a sistemelor de irigaŃie presupune cunoasterea relaŃiilor sol-apă şi, deopotrivă, a modului cum influenŃează solul şi apa dezvoltarea plantelor. Un interes deosebit prezintă cunoaşterea caracteristicilor sistemului radicular al plantelor irigate, a modului de extragere a umiditătii din sol, a consumului de apă al plantelor, a efectului nivelului de aprovizionare a solului cu apă (plafonul minim) asupra creşterii şi producŃiei, a perioadelor critice pentru apă etc. Aprovizionarea plantelor cu apă se face prin intermediul sistemului radicular, un rol deosebit în absorbŃia apei şi a substanŃelor nutritive având perii radiculari care pătrund printre particulele solide ale solului, stabilind un contact strâns cu acestea. Datorită forŃei osmotice perii radiculari extrag umiditatea din pelicula de apă care înconjoară particulele de sol. Aprovizionarea plantelor cu cantităŃile de apă necesare procesului de transpiraŃie este asigurată ca urmare a mişcării capilare a apei către sistemul radicular şi prin extinderea rădăcinilor spre zonele cu sol umed. Pentru a asigura aprovizionarea plantelor cu apă chiar şi în cazul unor perioade de secetă sau de aplicare a udărilor la intervale mai mari, este necesar să se asigure dezvoltarea unui sistem radicular cât mai bogat şi cât mai profund. Deşi tipul de sistem radicular al plantelor reprezintă un caracter ereditar, gradul de dezvoltare, masa, numărul şi direcŃia de creştere a rădăcinilor pot fi influenŃate. Apa influenŃează direcŃia de creştere a sistemului radicular, răspândirea pe orizontală şi adâncimea de pătrundere a rădăcinilor. În general, plantele îşi dezvoltă un sistem radicular puternic, când solul este aprovizionat mijlociu cu apă. Multe plante îşi dezvoltă un sistem radicular mai bogat şi profund dacă în primele faze de vegetaŃie rezerva de apă din sol este mai redusă (B.D.Peters, R.I.Runkles, 1967; G.Storochshnabel, 1965, citat de Vlad Ionescu Siseşti). Dacă solul este bine aprovizionat cu apă în primele faze de vegetaŃie, plantele nu-şi mai dezvoltă un sistem radicular puternic, în felul acesta udările de aprovizionare pot frâna
dezvoltarea sistemului radicular în adâncime. Creşterea sistemului radicular încetează când umiditatea se apropie de coeficientul de ofilire. Având în vedere particularităŃile de creştere a sistemului radicular, regimul de irigare va trebui astfel stabilit încât să favorizeze dezvoltarea unui sistem radicular profund. Astfel, nu se vor aplica udări în prima parte a perioadei de vegetaŃie, decât în anii foarte secetoşi, când umiditatea solului este foarte scăzută. În acest caz, se recomandă să se aplice norme de udare mari pentru a umezi un strat de sol mai profind, căci altfel se favorizează dezvoltarea sistemului radicular numai în stratul superior al solului. În regiunile mai umede, unde sistemul radicular se dezvoltă în stratul superior al solului, este necesar ca în perioada de vegetaŃie să se aplice norme de udare mai mici (Z.Nagy, E.Luca, 1994). 2.5.1. Răspândirea rădăcinilor şi extracŃia umidităŃii Aplicarea corectă a udărilor necesită cunoaşterea modului de răspândire a sistemului radicular în adâncime şi a cantităŃii de apă extrasă de la diferite adâncimi. Prin udare se urmăreşte să se asigure umezirea solului pe adâncimea de răspândire maximă a sistemului radicular. De aceea, la calculul normelor de udare nu se va folosi adâncimea maximă de dezvoltare a sistemului radicular, ci adâncimea la care o plantă matură îşi poate extrage cea mai mare parte din apa necesară. Pe un sol uniform, bine aprovizionat cu apă, plantele extrag 40% din umiditate din sfertul superior de dezvoltare a rădăcinilor, 30% din al doilea sfert, 20% din al treilea şi 10% din ultimul sfert (I.Israelsen, 1965). Aceste cifre diferă de la o plantă la alta cu ±10%. În mod normal umiditatea este consumată mai repede în partea superioară a solului din cauză că acolo concentrarea rădăcinilor este maximă, iar condiŃiile de temperatură şi aeraŃie sunt cele mai favorabile. În plus, evaporarea apei afectează îndeosebi stratul superior de sol. În cazul solurilor slab aprovizionate cu apă, extragerea umidităŃii este diferită, crescând procentul de extragere din adâncime. 2.5.2. Accesibilitatea apei pentru plante Solul, datorită proprietăŃilor hidrofizice, înmagazinează o cantitate mare de apă, pe care o pune apoi la dispoziŃia plantelor. Se cunoaşte, de asemenea, că solul nu poate păstra un timp îndelungat cantitatea de apă înmagazinată la un moment dat. O parte din aceasta se pierde prin evaporare, iar altă parte se infiltrează în adâncime sub acŃiunea forŃei gravitaŃionale. Un procent destul de ridicat din apa înmagazinată este inaccesibilă plantelor, fiind reŃinută cu o forŃă care depăşeşte puterea de absorbŃie a rădăcinilor. Apa accesibilă plantelor se află cuprinsă între coeficientul de ofilire şi capacitatea de câmp. Acest interval al umidităŃii din sol poartă numele de intervalul umidităŃii active (CC-CO) sau intervalul activ al umidităŃii şi capacitatea de înmagazinare a solului pentru apa accesibilă plantelor. Cu cât intervalul activ al umidităŃii va fi mai mare, adică valorile celor două limite sunt mai depărtate, cu atât şi capacitatea de înmagazinare a apei accesibile va fi mai mare. În aceste condiŃii, irigarea se desfăşoară foarte favorabil, fiind nevoie de udări puŃine şi cu norme mari. Intervalul umidităŃii active este diferit de la sol la sol, pentru că şi limitele care-l determină sunt diferite. În tehnica irigaŃiei se caută a se menŃine solul la o stare de umiditate corespunzătoare 1 3 etc. din acest interval. unui fragment din intervalul activ: , 2 4
Cu cât umiditatea va fi mai apropiată de capacitatea de câmp, cu atât plantele vor fi mai bine aprovizionate cu apă. Trebuie să avem în vedere că unele grupe de plante au nevoie de o stare de umiditate mai mare, deci mai apropiată de capacitatea de câmp, altele de o stare de umiditate mai mică. În prima categorie intră ierburile, iar în a doua cerealele. Plantele tehnice au cerinŃe intermediare (V.Ionescu-Siseşti, 1982; Z.Nagy, 1982; N.Onu, 1988; V.Budiu, 1992; E.Luca, 1997). 2.5.3. Plafonul minim al umidităŃii solului Pentru desfăşurarea normală a proceselor fiziologice, pentru a se asigura o creştere şi dezvoltare optimă a plantelor, solul trebuie să aibă pe toată adâncimea de dezvoltare a masei principale de rădăcini, un conŃinut optim de umiditate. ConŃinutul optim de umiditate nu este acelaşi pentru toate plantele şi pe toate tipurile de sol. Plantele mari consumatoare de apă pretind mai multă apă în sol, deci un conŃinut optim mai ridicat, după cum alte plante, cele cu consum mic de apă, cer un conŃinut optim mai coborât. ConŃinutul optim de umiditate pentru plante se situează între cele două praguri ale umidităŃii accesibile, adică în limitele intervalului activ al umidităŃii. Pentru a asigura condiŃii optime de viaŃă plantelor agricole, umiditatea în sol ar trebui să se menŃină, cu ajutorul irigaŃiei, la conŃinutul optim. Tehnica actuală a irigaŃiei nu permite însă menŃinerea continuă în sol a unei umidităŃi optime şi de aceea se recurge la stabilirea unei limite inferioare a umidităŃii optime, numite plafon minim de umiditate, sub care umiditatea nu trebuie să scadă. Este important de menŃionat că umiditatea solului, cuprinsă în intervalul activ al umidităŃii, este mai puŃin sau mai mult accesibilă plantelor, după cum conŃinutul de umiditate este mai apropiat sau mai depărtat de limita inferioară (coeficientul de ofilire). Cu cât umiditatea din sol scade şi se apropie de valoarea coeficientului de ofilire, cu atât plantele vor cheltui mai multă energie pentru a absorbi apa necesară, având ca urmare stânjenirea unor funcŃiuni fiziologice, în special cele legate de creştere. Prin urmare, valoarea plafonului minim nu este aceeaşi cu valoarea limitei inferioare a umidităŃii accesibile. Numeroase date experimentale au demonstrat că plafonul minim este influenŃat de textura solului. ForŃa de reŃinere a apei în sol, la acelaşi conŃinut de umiditate accesibilă, diferă de la un sol la altul, în funcŃie de textură. Astfel, în cazul în care solurile conŃin 75% din apa accesibilă, forŃa de reŃinere este de circa: 2 atm. pe solurile argiloase, 1 atm. pe solurile lutoase şi 0,5 atm. pe solurile nisipoase; la 50% apă accesibilă forŃa de reŃinere este de aproximativ: 4,5 atm. pe solurile argiloase, 2,0 atm. pe cele lutoase şi 0,7 atm. pe cele nisipoase; pentru ca la 25% apă accesibilă forŃa de reŃinere va fi: 9,6 atm. pe soluri argiloase, 4,0 atm. pe cele lutoase şi 2,0 atm. pe cele nisipoase. Pe baza rezultatelor cercetărilor experimentale se recomandă ca pe solurile grele să se ia în considerare, la irigare, un plafon minim mai scăzut, iar pe cele uşoare, unul mai ridicat. Plafonul minim, în funcŃie de textura solului, se va calcula cu relaŃiile: 2 (CC-CO) pentru solurile grele; 3 1 P.min. = CO + (CC-CO) pentru solurile mijlocii; 2 1 P.min. = CO + (CC-CO) pentru solurile uşoare. 3
P.min. = CO +
MenŃinând rezerva de apă din sol între plafonul minim şi capacitatea de câmp pentru apă a solului, plantele vor avea la dispoziŃie, în permanenŃă, apă uşor accesibilă şi un regim de aer favorabil, cuprins între 15-40% din volumul porilor. Se asigură astfel, satisfacerea cerinŃelor de oxigen ale rădăcinilor şi ale microflorei, a cerinŃelor de azot ale microorganismelor, cât şi eliminarea bioxidului de carbon rezultat în urma proceselor biologice din sol. Plafonul minim al umidităŃii solului constituie unul dintre elementele de bază ale irigaŃiei. Urmărind prin analize periodice mersul umidităŃii din sol, se determină momentul udării, atunci când umiditatea tinde să ajungă la plafonului minim stabilit. Plafonul minim se exprimă, ca valoare relativă, în procente de umiditate din masa solului uscat. Valoarea plafonului minim se raportează la valoarea capacităŃii de câmp pentru apă. Exprimarea plafonului minim, ca valori relative în procente din capacitatea de câmp, arată poziŃia acestuia faŃă de limita superioară a apei accesibile pentru plante. Aceasta reprezintă aproximativ 55-80% din capacitatea de câmp. În procente din masa solului uscat, pe diferite tipuri de sol, plafonul minim variază între 10-23%. La principalele tipuri zonale de sol din Câmpia Bărăganului, plafonul minim al umidităŃii solului, în procente din capacitatea de câmp, este de 56-70% la solurile uşoare, de 7173% la solurile mijlocii şi de 76-80% la solurile grele (I.Pleşa, 1974; Z.Nagy, 1982; D.Mureşan, 1992; E.Luca, 1994). 2.6. CONSUMUL DE APĂ AL CULTURILOR IRIGATE ViaŃa plantelor se desfăşoară normal doar când toŃi factorii de vegetaŃie sunt întruniŃi şi acŃionează simultan într-un raport optim. Unul dintre factorii de vegetaŃie esenŃiali, care de cele mai multe ori se află în cantitate insuficientă pentru creşterea şi dezvoltarea normală a plantelor, este apa. Reglând alimentarea cu apă a plantelor prin sporirea umidităŃii din sol, irigarea influenŃează asupra factorului hrană prin solubilizarea substanŃelor nutritive şi prin îmbunăŃăŃirea condiŃiilor de viaŃă ale microorganismelor din sol. Aşa cum se cunoaşte, apa intervine în procesele de fotosinteză, absorbŃie şi transpiraŃie. De asemenea, constituie regulatorul termic al plantei, prin fenomenul de transpiraŃie, şi asigură turgescenŃa celulelor. O cultură agricolă, definită printr-un anumit număr de plante la unitatea de teren agricol, adică plante în condiŃii de producŃie, consumă apa nu numai prin transpiraŃie (consum productiv), ci şi prin evaporaŃie la suprafaŃa solului (consum neproductiv). Consumul total de apă sau evapotraspiraŃia unei culturi agricole este suma dintre consumul productiv în transpiraŃia plantelor şi pierderile neproductive, prin evaporaŃie, la suprafaŃa solului (M.Botzan, 1972; I.Pleşa, 1974; N.Grumeza, 1979; Z.Nagy, 1982; N.Onu, 1988; L.Rieul, 1992; E.Luca, 1994). Consumul prin evaporaŃia directă a apei din sol este de 2-2,5 ori mai mare decât consumul prin transpiraŃia plantelor, jucând un rol foarte important în bilanŃul de apă al culturilor agricole. Micşorarea pierderilor de apă prin evapotranspiraŃie directă din sol reprezintă una dintre căile principale ale sporirii eficienŃei economice a culturilor irigate. Consumul total de apă al unei culturi agricole depinde de planta cultivată şi de condiŃiile naturale, respectiv de factorii climatici, de sol şi de nivelul apei freatice, precum şi de condiŃiile concrete ale culturii respective, de agrotehnica aplicată, inclusiv regimul de irigaŃie. La cantităŃile de apă consumată prin transpiraŃie şi pierdute prin evapotranspiraŃie la suprafaŃa solului se mai adaugă cantităŃile de apă ce se pierd prin infiltraŃie în straturile mai profunde ale solului, precum şi apa consumată de buruieni. În condiŃiile aplicării unei agrotehnici corecte, aceste consumuri sunt minime, practic neglijabile.
Consumul de apă al unei culturi agricole se exprimă în m3/ha sau în mm de apă şi se poate referi la toată perioada de vegetaŃie sau la intervale mai scurte: pe 24 ore (consum diurn), pe săptămâni, decade, luni, faze de vegetaŃie. În tabelul 2.2 se prezintă consumul total de apă la principalele culturi agricole, determinat în condiŃiile de stepă şi silvostepă ale Câmpiei Dunării şi în zona pădurilor de fag din Câmpia Transilvaniei (după O.Merculiev, 1985 şi Z.Nagy, 1992). Tabelul 2.2 Consumul total de apă (valori orientative) la principalele culturi agricole (după O.Merculiev, 1985 şi Z.Nagy, 1992) Consumul total de apă în m3/ha Culturi agricole în zona pădurilor în silvostepă în stepă de fag Grâu de toamnă 3500 3000 2800 Fasole 4000 3800 3850 Porumb 6400 5600 4700 Sfeclă de zahăr 6500 5500 5100 Cartofi 5300 5000 4500 Lucernă anul I 6800 6300 5000 Lucernă anul II 9200 6800 6000 În silvostepă şi în zona pădurilor de fag consumul total de apă este mai redus, datorită pierderilor neproductive mai mici decât în stepă. Consumul zilnic de apă este variabil în decursul perioadei de vegetaŃie. La început este mai redus, apoi creşte treptat, atingând o valoare maximă în timpul fazei critice pentru umiditate, care, de obicei, coincide cu cele mai mari pierderi prin evaporaŃie din sol, datorită arşiŃei şi vânturilor din cursul verii, apoi scade treptat spre maturitatea plantei. Mărimea valorii consumului zilnic de apă este de ordinul zecilor de metri cubi la hectar. Valorile consumului zilnic de apă la câteva culturi agricole este următorul: porumb 3070 m3/ha; cartofi 20-60 m3/ha; fasole 15-40 m3/ha; sfeclă de zahăr 30-70 m3/ha. Aceste valori se înregistrează în anii normali, începând din a doua jumătate a lunii iunie şi până la sfârşitul lunii iulie sau sfârşitul lunii august. Cifrele au importanŃă practică, indicând, în limite aproximative, frecvenŃa intervenŃiilor cu apă de irigaŃie, întrucât o normă obişnuită de udare, de 600-700 m3 apă/ha, este epuizată în 10-14 zile. Dacă se raportează consumul total de apă al unei culturi agricole la producŃia obŃinută (produsul principal), se obŃine un indice - coeficientul de valorificare a apei - ce poate servi pentru caracterizarea cantitativă a modului de utilizare a apei. În tabelul 2.3 sunt prezentate, în sinteză valorile coeficientului de valorificare a apei la câteva culturi agricole irigate, în diferite zone ale Ńării (Z.Nagy, 1993). Tabelul 2.3 Valorile coeficientului de valorificare a apei la câteva culturi agricole irigate (Z.Nagy, 1993) Perioada de Coeficientul de valorificare a apei m3/ha Cultura irigată vegetaŃie în stepă în zona pădurilor în silvostepă considerată moderată de fag Grâul de toamnă 1 IV-1 VII 1,45 0,86 0,77 Fasole 1 V-15 VII 1,98 1,89 1,37 Porumbul 1 V-1 X 0,93 0,69 0,63 Lucernă anul I 1 IV-1 X 0,81 0,57 0,14 Lucernă anul II 1 IV-1 X 0,46 0,36 0,09 Sfeclă de zahăr 1 IV-1 X 0,13 0,12 0,09
Valorile mici, subunitare, ale coeficientului, indică o valorificare bună a apei şi invers, valorile mari, supraunitare, indică o valorificare necorespunzătoare a apei. Se constată că apa este valorificată mai bine în silvostepă decât în stepă, datorită pirderilor neproductive mai mici. Pe culturi, cea mai bună valorificare a apei o are lucerna, în special lucerna în anul II, urmată de sfecla de zahăr, iar cea mai slabă valorificare o are fasolea. Prin ridicarea nivelului agrotehnic, scade treptat valoarea coeficientului de valorificare a apei, adică se îmbunătăŃesc condiŃiile de valorificare a apei. Factorii agrotehnici care contribuie la sporirea producŃiei şi, implicit, la valorificarea superioară a apei, sunt: cultivarea soiurilor şi hibrizilor cu potenŃial ridicat de producŃie; aplicarea îngrăşămintelor în cantităŃi sporite; pregătirea corespunzătoare a terenului pentru semănat; realizarea densităŃii optime la semănat; perfecta întreŃinere a terenului pentru împiedicarea evaporaŃiei şi a creşterii buruienilor. Cunoaşterea consumului de apă a culturilor agricole are o deosebită importanŃă în agricultura irigată, întrucât serveşte la calcularea normelor de irigaŃie, la prognoza şi avertizarea aplicării udărilor. Trebuie să se facă distincŃie între termeni, care definesc diferite forme ale consumului de apă (evapotranspiraŃie): a. EvapotranspiraŃia reală (E.T.R.) - reprezintă consumul de apă realizat de o cultură agricolă în condiŃii obişnuite de aprovizionare cu apă, întâlnite în natură. b. EvapotranspiraŃia reală maximă (E.T.R.M.) - reprezintă consumul total de apă al unei culturi agricole în condiŃiile unei aprovizionări optime a solului cu apă. Acest consum (E.T.R.M.) asigură o umezire optimă pentru obŃinerea unei producŃii agricole maxime, în condiŃii economice. c. EvapotranspiraŃia potenŃială (E.T.P.) - reprezintă consumul total de apă al unei culturi agricole care formează un covor vegetal cu desime mare, de talie joasă, uniformă, în plină dezvoltare şi dispunând de apă din abundenŃă. Pentru calcularea elementelor regimului de irigare este important să se cunoască evapotranspiraŃia reală maximă (E.T.R.M.). 2.6.1. Metode pentru determinarea consumului de apă Pentru determinarea consumului de apă, respectiv a necesarului de apă al unei culturi agricole, se folosesc metode indirecte şi metode directe. Cele mai cunoscute se bazează fie pe coeficienŃi de transpiraŃie sau de consum, fie pe anumiŃi factori climatici, care se determină în mod curent în staŃiunile meteorologice. Metodele din prima categorie s-au dovedit mai puŃin precise datorită marii variaŃii a coeficienŃilor menŃionaŃi în funcŃie de condiŃiile locale, agrotehnica aplicată etc. Limitele între care pot varia coeficienŃii de transpiraŃie, (St. Péterfi şi N. Sălăgean, 1972), sunt cuprinse între limitele: 250-1000 (grâu 271-639; porumb 239-495; cartof 285-575; varză 250-600 etc.). Stabilirea consumului de apă prin folosirea elementelor climatice constituie o preocupare veche a specialiştilor. Metodele folosite în acest scop se bazează pe determinarea temperaturii aerului, pe deficitul de saturaŃie sau pe umiditatea absolută a aerului şi bilanŃul termic. S-au elaborat, de asemenea, formule complexe, cu participarea concomitentă a mai multor factori. Cercetările privind consumul de apă al plantelor au început la noi în Ńară în anul 1945, când au fost înfiinŃate primele câmpuri experimentale la Mărculeşti, Călăraşi şi Studina-Olt, sub conducerea secŃiei de specialitate din Institutul de Cercetări Agronomice al României, pe baza unei tematici elaborate de M.Botzan. Ulterior s-au mai adăugat două staŃiuni: Moara Domnească şi Brăila, unde au fost obŃinute primele date cu consum de apă şi s-a elaborat metodologia de calcul a normei de udare.
Concomitent cu începutul realizării marilor sisteme de irigaŃie s-a ivit necesitatea stabilirii unor metode rapide pentru determinarea consumului de apă, a momentului udării, respectiv pentru prognoza şi avertizarea aplicării udărilor în diferite zone climatice ale Ńării. Ca urmare, reŃeaua de cercetare s-a extins teritorial sub conducerea I.C.I.T.I.D-Băneasa-Giurgiu (N.Grumeza şi O.Merculiev) atât în zonele de stepă, silvostepă, cât şi în zona pădurilor de fag. La stabilirea amplasamentului câmpurilor experimentale s-a avut în vedere ca acestea să fie reprezentative pentru toate zonele pedoclimatice interesate de irigaŃii. 2.6.1.1. Metode directe pentru determinarea consumului de apă Determinarea consumului de apă după metoda parcelei cu regim optim de irigare sau metoda bilanŃului din sol. Cea mai precisă cale pentru determinarea consumului de apă este metoda bilanŃului apei în parcele experimentale. Pentru a determina consumul de apă al plantelor se stabileşte cu precizie rezerva de apă din sol de la începutul şi sfârşitul perioadei de vegetaŃie şi cantitatea de apă pe care o primeşte solul din precipitaŃii şi udări. Făcând bilanŃul apei din sol, la intrări se trec toate sursele de aprovizionare cu apă ale solului: rezerva de apă din sol la începutul perioadei de vegetaŃie, denumită rezerva iniŃială (Ri); suma precipitaŃiilor din perioada de vegetaŃie a plantei (P); cantitatea de apă dată prin irigaŃie, adică norma de irigaŃie (M). La ieşiri se trec consumurile de apă, precum şi cantităŃile de apă rămase în sol, nefolosită de plante: consumul de apă al culturii, (Ce+t) sau ETRM; rezerva de apă rămasă în sol în momentul recoltării, denumită rezerva finală (Rf). Se stabileşte relaŃia: Ri + P + M = C(e + t) + Rf din care: C(e + t) = Ri - Rf + P + M Rezerva iniŃială reprezintă cantitatea de apă ce se află primăvara în sol pe adâncimea luată convenŃional de 1,5 m (umiditatea solului în momentul însămânŃării). Se determină direct, prin calcularea umidităŃii solului şi se exprimă în metri cubi de apă/ha. Din studiile executate în Câmpia Dunării, în ultimii ani, rezultă că în stepa moderată, fără alimentare freatică, rezerva iniŃială se află sub valoarea corespunzătoare capacităŃii de câmp pentru apă, în medie cu aproximativ 900 m3 apă/ha, reprezentând circa 80% din capacitatea de câmp a solului. În zona trecerii de la silvostepă la zona pădurilor de câmpie, de asemenea fără alimentare freatică, rezerva iniŃială a fost, ca şi în cazul precedent, sub valoarea capacităŃii de câmp cu aproximativ 500 m3 apă/ha, reprezentând circa 90% din capacitatea de câmp pentru apă. În condiŃiile zonei pădurilor de fag, rezerva iniŃială de apă a solului, în medie pe 35 ani (19641998) a fost apropiată de capacitatea de câmp (Z. Nagy şi Luca, 1999). Pe solurile cu alimentare din pânza freatică, rezerva iniŃială se poate considera egală cu valoarea corespunzătoare capacităŃii de câmp a solului pentru apă. PrecipitaŃiile din perioada de vegetaŃie se iau în considerare doar dacă sunt mai mari de 5 milimetri, precum şi cele succesive, deoarece precipitaŃiile mai mici de 5 mm nu influenŃează practic bilanŃul de apă al solului. Însumând numai ploile mai mari de 5 mm şi cele succesive, se ajunge la o reducere a precipitaŃiilor faŃă de total cu 20-30%. Norma de irigaŃie se consideră numai cea dată în cursul perioadei de vegetaŃie, deci nu şi udările de aprovizionare. Rezerva finală reprezintă cantitatea de apă rămasă toamna în sol, în momentul recoltării, pe adâncimea luată convenŃional de 1,5 m. Se determină şi se exprimă la fel ca şi rezerva iniŃială. Determinarea consumului de apă al culturilor agricole prin metoda bilanŃului de apă din sol - aşa cum s-a arătat mai sus, se referă la culturile de primăvară.
Pentru culturile de toamnă, metoda este aceeaşi, cu deosebire că valoarea consumului total rezultă din însumarea consumului din perioada de toamnă cu valoarea consumului din perioada de primăvară şi vară. Cele două componente ale consumului total se determină la fel ca şi la culturile de primăvară. Determinarea consumului de apă după metoda lizimetrelor Cu ajutorul lizimetrelor se determină consumul de apă al plantelor cultivate în medii izolate, amplasate direct în câmp. Lizimetrul este un bazin de formă paralelipipedică, cu suprafaŃa de 1-4 m2 şi adâncimea de 0,8-1,2 m, construit de obicei din tablă groasă de 3-4 mm. Într-un colŃ al lizimetrului, în partea de jos, se aşează o placă perforată. Lizimetrul se îngroapă până la nivelul solului, într-o parcelă cultivată cu plante la care urmează să li se determine consumul de apă. Pe fundul lizimetrului se aşterne un strat drenant (nisip, pietriş), gros de 0,30-0,35 m, peste care se aşează pământ în ordinea în care a fost dislocat (în ordinea orizonturilor genetice). Alimentarea cu apă a lizimetrelor pentru menŃinerea umidităŃii solului la nivelul capacităŃii de câmp se face pe întreaga perioadă de vegetaŃie a culturii. Surplusul de apă, rezultat în urma ploilor sau a irigării se colectează într-un vas şi se măsoară. Consumul de apă se calculează cu relaŃia: ETRM = M + P - D în care: ETRM este valoarea evapotranspiraŃiei reale maxime a culturii, pe intervalul studiat, în mm; M reprezintă cantitatea de apă aplicată prin udări (mm); P este cantitatea de apă provenită din precipitaŃiile căzute în interval (mm); D este cantitatea de apă drenată (mm). Valorile corespunzătoare consumului de apă, obŃinute prin metoda lizimetrelor, sunt artificializate datorită cultivării plantelor într-un volum de sol şi mai ales, alimentării cu apă în exces. Este necesar, prin urmare, să se corecteze rezultatele, prin folosirea unui coeficient (K) rezultat din raportarea consumului de apă obŃinut prin metoda parcelei, la consumul de apă măsurat prin lizimetre. 2.6.1.2. Metode indirecte pentru determinarea consumului de apă Determinarea consumului de apă cu ajutorul evaporimetrului BAC clasa A Evaporimetrul BAC clasa A este format dintr-un vas cilindric din tablă galvanizată, cu diametrul interior de 1,20 m şi înălŃimea de 0,25 m. În interior este prevăzut cu un cilindru (pentru liniştirea eventualelor valuri), folosit la măsurarea nivelului apei, cu ajutorul unui dispozitiv special sau al unei rigle gradate (în mm). Evaporimetrul se amplasează pe o platformă de nisip, peste care se pune o foaie de placaj de formă circulară şi un grătar. SuprafaŃa de 15/15 m din jurul evaporimetrului se cultivă cu ierburi perene, în permanenŃă verzi, care se tund la o înălŃime egală cu a evaporimetrului. Citirile se fac zilnic, de regulă dimineaŃa la ora 8. Odată cu înălŃimea stratului evaporat se determină şi precipitaŃiile. Consumul de apă al plantelor, determinat pentru fiecare zonă agricolă, raportat la cantitatea de apă evaporată, conduce la obŃinerea unor coeficienŃi de corecŃie ai evapotranspiraŃiei. Prin înmulŃirea coeficienŃilor de corecŃie medii, specifici fiecărei plante, cu valoarea evaporaŃiei din BAC, se obŃine valoarea consumului de apă a plantelor, folosit în calculele de bilanŃ. Cercetările întreprinse au evidenŃiat o corelaŃie foarte bună între cantitatea de apă consumată de plante şi cea evaporată, fapt care se reflectă în valorile coeficientului de corelaŃie în funcŃie de plantă, care sunt apropiate de 1,0 (fasole, cartof, piersic 1,0; lucernă, sfeclă 0,95; porumb, viŃă-de-vie 0,85; măr 1,05). Pentru precizarea şi mai bună a coeficienŃilor de corecŃie în diferite zone pedoclimatice, la ora actuală se fac cercetări ample la multe din staŃiunile de cercetări şi producŃie din Ńara noastră.
Pentru ca fermierii să poată utiliza metoda, se transmit zilnic valorile cantităŃilor de apă evaporată, precum şi evaporaŃia cumulată. Determinarea consumului de apă cu evaporimetrul BAC Colorado. Metoda este asemănătoare cu cea a evaporimetrului BAC clasa A. Evaporimentul BAC Colorado este un aparat simplu, de formă pătrată, cu lăŃimea de 0,2m. Determinarea consumului de apă cu evaporimetrul Piche. Metoda este larg răspândită, mai ales în FranŃa, datorită fidelităŃii măsurătorilor şi simplităŃii sale. Evaporimetrul Piche constă dintr-o eprubetă gradată, aşezată pe un suport, precum şi o rondelă de hârtie de filtru cu diametrul de 3 cm. Eprubeta se umple cu apă, se fixează hârtia de filtru şi se aşează cu gura în jos într-un adăpost meteorologic obişnuit. Cantitatea de apă evaporată prin intermediul hârtiei de filtru se citeşte direct pe eprubetă. Pentru verificarea metodei, s-au efectuat în paralel determinări ale evaporaŃiei cu aparatul Piche şi ale consumului de apa, prin metoda directă, pentru principalele culturi irigate. Datele au fost folosite la stabilirea coeficienŃilor de corecŃie, în funcŃie de cultură, zonă climatică, perioadă de vegetaŃie şi tipul adăpostului. De obicei, această metodă dă valori excesive în perioadele aride şi mai mici în cele umede. Valorile evaporaŃiei sunt influenŃate de tipul de adăpost şi de modul de amplasare, fiind necesară utilizarea coeficienŃilor de corecŃie. Pentru a stabili momentul de udare este necesar ca în perioada de vegetaŃie să se facă un bilanŃ, în care la intrări se vor înregistra precipitaŃiile mai mari de 5 mm, iar la ieşiri cantitatea de apă evaporată, înmulŃită cu coeficientul de corecŃie. Cantitatea de apă evaporată se poate înregistra zilnic sau la 2-3 zile. Periodic este mai bine să se verifice datele obŃinute şi prin determinarea rezervei de apă din sol. De asemenea, se va efectua o determinare la începutul perioadei de vegetaŃie, pentru a stabili rezerva iniŃială din sol. Determinarea consumului de apă după metoda Thornthwaite. Metoda se bazează pe corelaŃia dintre consumul de apă al unei culturi şi temperatura aerului. În urma unor studii efectuate în condiŃiile Ńării noastre (M.Botzan şi O.Merculiev, 1966; I.Pleşa şi Gh.Florescu 1974; I.Pleşa şi colab., 1979; N.Grumeza, O.Merculiev şi C.Kleps, 1989) se ajunge la concluzia că rezultatele obŃinute pe baza formulelor în care intră ca element de calcul temperatura, se apropie în mod satisfăcător de rezultatele obŃinute în câmpurile de cercetare. Calculul evapotranspiraŃiei se face după o formulă elaborată de Thornthwaite: ETP = 160 · KL · KP (
10 · t a ) I
în care: ETP- este evapotranspiraŃia potenŃială (transpiraŃie + evaporaŃie în condiŃii de umiditate optimă în sol), lunară în cm; KL- coeficientul de corelaŃie al ETP în funcŃie de latitudine; KP- coeficientul de corelaŃie al ETP în funcŃie de plantă; t- temperatura medie a lunii pentru care se calculează consumul în ˚C; tn I- este suma celor 12 indici lunari (i) rezultaŃi din formula i = ( )1,514; 5 tn- temperatura medie lunară multianuală în ˚C; a - exponent în funcŃie de indicele termic. Determinarea consumului de apă după metoda Blaney-Criddle (modificată de F.A.O.) Metoda se bazează, în determinarea evapotranspiraŃiei, pe factori geografici şi climatici. Formula originală "Blaney-Criddle" a fost dezvoltată, începând din anul 1950, în zona aridă a SUA, pentru a estima evapotranspiraŃia potenŃială pe o perioadă determinată, Ńinându-se
seama de temperatura medie a perioadei luate în studiu şi orele de strălucire a soarelui. În forma iniŃială, metoda era adecvată doar zonelor aride şi semiaride. În regiunile înalte, cu temperaturi diurne scăzute, precum şi în regiunile ecuatoriale, cu variaŃii minime ale temperaturilor diurne, nu se recomandă utilizarea formulei originale "Blaney-Criddle". Prin modificarea şi adaptarea formulei de bază, metoda poate fi extinsă şi în alte zone. Astfel, evapotranspiraŃia maximă (ETM) pentru o anumită perioadă, poate fi determinată după formula: ETM = K (0,46 t + 8,13) · p în care: K- coeficientul de corecŃie, în funcŃie de stadiul de dezvoltare a culturii şi de temperatura medie (t); t- temperatura diurnă (în ˚C) din perioada luată în studiu (de obicei o lună); p- procentul orelor diurne din perioada luată în studiu, raportat la numărul mediu de ore diurne pe an. Valorile temperaturii diurne medii se pot determina după formula: ∑ tmax (°C) + ∑ tmin (°C) tm= 2 · Z (zile) în care: tm tmax Z
- temperatura diurnă medie (˚C); - temperatura diurnă minimă (˚C); - numărul de zile ale perioadei luate în studiu.
Alte metode folosite pentru determinarea consumului de apă. Literatura de specialitate citează o multitudine de metode de determinare indirectă a consumului de apă, bazate pe unul sau mai mai mulŃi factori climatici. Între altele, amintim metodele: Penman, Bouchet, Makking, Van Bavel, Noffsinger bazate pe bilanŃul termic sau radioactiv; Kruse, Hedke, Lowry-Johnson, Klatt, Seleaninov bazate pe valorile temperaturii aerului; Papadakis, Harson, Alpatiev, Ivanov, Hamon - bazate pe deficitul de saturaŃie a aerului; Mayer-Tihomirov, Budagovski, Turc, Janert, Hargreave - bazate pe mai mulŃi factori climatici etc.
Capitolul III REGIMUL DE IRIGARE EficienŃa economică şi nivelul recoltelor în agricultura irigată depind în primul rând de regimul de irigare aplicat fiecărei culturi în parte. Prin stabilirea şi aplicarea unui regim de irigare raŃional se urmăreşte aprovizionarea dirijată a solului cu apă în concordanŃă cu cerinŃele plantelor. În acest scop, în cadrul regimului se stabilesc: mărimea normei de irigare, norma de udare, momentul de aplicare a udărilor, durata udărilor şi numărul de udări. Regimul de irigare este influenŃat de factori naturali, tehnici şi agrofitotehnici. Dintre factorii naturali o influenŃă hotărâtoare o are clima, prin cantitatea de precipitaŃii şi repartizarea lor, prin evoluŃia temperaturilor, a umidităŃii relative a aerului, a secetelor etc. Solul îşi manifestă influenŃa prin proprietăŃile fizice şi hidrofizice, determină posibilitatea de reŃinere a apei din precipitaŃii şi posibilitatea de a pune apa la dispoziŃia plantelor. Apa freatică influenŃează regimul de irigaŃie atunci când se găseşte la o adâncime care permite alimentarea cu apă a stratului de sol în care se găsesc rădăcinile plantelor.
Factorii tehnici influenŃează regimul de irigare prin metoda de udare folosită, iar cei agrofitotehnici prin hibrizii sau soiurile folosite, prin densitatea plantelor şi cantităŃile de îngrăşăminte aplicate. Calculul regimului de irigare este o lucrare specifică de exploatare a terenurilor amenajate pentru irigaŃii. O dată calculat, în funcŃie de condiŃiile specifice, regimul de irigare trebuie să fie aplicat în cele mai bune condiŃii şi dacă este cazul să se adapteze în funcŃie de repartizarea precipitaŃiilor din anul respectiv, mărind sau reducând numărul de udări (Z.Nagy, E.Luca, 1994). 3.1. NORMA DE UDARE DIN TIMPUL PERIOADEI DE VEGETAłIE Cantitatea de apă administrată periodic prin irigaŃie trebuie să completeze apa existentă în sol în cursul vegetaŃiei pentru a satisface consumul de apă al culturii. În afară de udările destinate îmbunătăŃirii condiŃiilor de umiditate din sol, necesare creşterii plantelor, se mai aplică udări cu scop ameliorativ pe terenurile sărăturoase, numite udări de spălare. În ceea ce priveşte udările pentru creşterea plantelor, se deosebesc două categorii: udări în afara perioadei de vegetaŃie a culturii (udările de aprovizionare) şi udările din cursul perioadei de vegetaŃie. Norma de udare este cantitatea de apă ce se dă solului la o singură udare. Se exprimă în volum de apă la unitatea de suprafaŃă (m3/ha) sau înălŃime coloană de apă (mm). Norma de udare se încadrează, din punct de vedere al mărimii, în anumite limite, impuse pe de o parte de evitarea pierderilor de apă prin infiltraŃie sub o anume adâncime a solului, iar pe de altă parte de evitarea repetării prea dese a udărilor, ceea ce ar duce la prea mari cheltuieli de irigare. În cazul udărilor prea dese şi cu norme mici, un alt motiv care condiŃionează limita inferioară a mărimii normei de udare este necesitatea repartizării cât mai uniforme a apei de irigaŃie pe terenul irigat. La normele foarte mici, apa de irigaŃie nu mai poate fi repartizată uniform. În cadrul acestor limite, mărimea normei de udare variază cu grosimea stratului de sol ce trebuie umezit prin irigare, cu proprietăŃile fizice şi hidrofizice ale solului şi cu gradul de umiditate a solului în momentul aplicării udării (Z.Nagy, 1982; V.Ionescu Siseşti, 1982; Z.Nagy şi E.Luca, 1994). 3.1.1. Grosimea stratului de sol ce trebuie umezit prin irigare sau adâncimea de udare este de cel mult 1 m. Sub această adâncime, apa de irigaŃie nu mai este, practic, utilă plantelor. Adâncimea de udare este condiŃionată de adâncimea până la care se găseşte masa principală a rădăcinilor, denumită strat activ şi are o grosime ce variază între 0,5-1 m. Pentru plantele cu înrădăcinare superficială (cerealele păioase, etc.) s-a convenit ca stratul activ să fie considerat după cum urmează: înainte de înfrăŃire 30-40 cm, la înfrăŃire 50-60 cm, iar în faza formării boabelor de 60-70 cm. Pentru plantele cu înrădăcinare mijlocie, cum sunt prăşitoarele (porumbul, sfecla de zahăr, floarea-soarelui, cartoful etc.), stratul activ este de 20-30 cm la înrădăcinare, 40-50 cm în faza dezvoltării frunzelor şi de 60-80 cm în faza îngroşării rădăcinilor sau formării tuberculilor, iar pentru plantele cu înrădăcinare profundă (lucerna) stratul activ este de 75 cm în anul I şi de 80-100 cm pentru lucerna veche. La ierburile perene, înainte de înfrăŃire, stratul activ este de 40-50 cm, în faza înfrăŃitului de 50-60 cm, în faza formării paiului de 60-70 cm, iar înainte de înflorire de 70-100 cm. În condiŃiile de stepă şi pe solurile ce favorizează pierderile de apă prin evapotranspiraŃie, grosimea stratului activ se măreşte cu 25-50%. La umezirea solului prin irigaŃie nu trebuie să se ajungă la stratul de apă freatică, nu numai pentru a evita risipa apei de irigaŃie, dar mai ales pentru a se împiedica ridicarea nivelului
apei freatice. De aceea, pe solurile cu apă freatică aproape de suprafaŃă, adâncimea de udare se ia în concordanŃă cu nivelul apei freatice, neŃinându-se seama de adâncimea la care se dezvoltă rădăcinile plantelor. Între nivelul apei freatice şi adâncimea de umezire a stratului de sol trebuie să fie o diferenŃă de cel puŃin 50-75 cm. Dintre însuşirile solului, cea care influenŃează cel mai mult mărimea normei de udare este capacitatea de reŃinere a apei. Având în vedere că prin irigare, umiditatea din sol trebuie să crească în stratul umezit până la limita optimă a apei accesibile, cea mai importantă treaptă a capacităŃii de reŃinere este capacitatea de câmp pentru apă. Udările se aplică în momentul când umiditatea din sol, denumită provizie momentană de apă, a coborât până la plafonul minim al umidităŃii, stabilit în prealabil. Pentru a sesiza momentul când umiditatea din sol a ajuns la plafonul minim de umiditate, este necesar să se urmărească evoluŃia umidităŃii din sol prin determinări periodice de umiditate. Aşa cum s-a arătat, plafonul minim de umiditate poate fi luat ca o mărime fixă pentru majoritatea plantelor agricole şi anume ca 2/3, 1/2 sau 1/3 din intervalul umidităŃii active, în funcŃie de textura solului. Norma de udare reprezintă cantitatea de apă care se aplică prin irigaŃie pentru a ridica umiditatea din sol, pe grosimea de sol ce trebuie umectată, până la capacitatea de câmp pentru apă. Pentru a suplini pierderile de apă prin evaporaŃie, ce au loc în timpul udării, normele de udare se majorează cu 10%. În felul acesta, formula generală pentru determinarea normei de udare este: m = 110 · h · Mv · (CC - P) în care: m - norma de udare în m3/ha; H - grosimea stratului activ de sol în metri; Mv - masa volumetrică a solului în t/m3; P - provizia momentană de apă a solului, în procente, pe stratul activ; CC - capacitatea de câmp, în procente din masa solului uscat, în stratul activ. 3.1.2. Momentul aplicării udării Udarea se aplică în momentul când umiditatea din sol a coborât până la limita sub care ne-am propus să nu scadă. Având în vedere ritmul rapid de scădere a umidităŃii în perioadele de consum maxim, când consumul zilnic de apă poate ajunge la 50-70 m3/ha, acŃiunea de udare trebuie declanşată mai devreme, astfel ca nici în sectoarele programate a fi irigate la sfârşit, umiditatea să nu scadă sub limita admisă. Momentul udării nu se determină numai în mod mecanic, prin urmărirea mersului umidităŃii din sol, ci şi prin observaŃii asupra vegetaŃiei plantelor şi, mai ales, în funcŃie de apariŃia fazelor critice pentru umiditate. Plantele manifestă uneori lipsă de apă, chiar când umiditatea din sol nu a coborât încă pe întreg profilul stratului activ la plafonul minim de umiditate. Aceasta are loc în perioadele cu temperaturi foarte ridicate, care pot deregla mecanismul transpiraŃiei plantelor, determinând consumuri excesive de apă prin transpiraŃie. O udare suplimentară, aplicată culturii în suferinŃă, nu numai că satisface nevoile momentane de apă, dar mai contribuie, prin coborârea temperaturii şi prin mărirea umidităŃii atmosferice, la restabilirea condiŃiilor normale de vegetaŃie. Aceste udări sunt justificate, deoarece în păturile superioare ale stratului activ se pot înregistra deficite pronunŃate de apă, umiditatea ajungând să coboare frecvent până la coeficientul de ofilire. Aceste udări "accidentale", justificate nu numai prin aspectul de suferinŃă al plantelor, dar şi prin scăderea pronunŃată a umidităŃii în stratul arabil al solului, se fac cu norme mici, de
150-250 m3/ha, care să umezească numai stratul de sol uscat de la suprafaŃă. În acest scop este recomandată irigarea prin aspersiune, care permite dozarea unor cantităŃi minime de apă. În ceea ce priveşte fixarea momentului udării în funcŃie de fazele critice pentru umiditate ale plantei, udarea trebuie să premeargă apariŃia fazei critice, astfel ca plantele, în momentul de maximă cerinŃă, să aibă apă în cantitate îndestulătoare. Stabilirea momentului udării este o problemă dificilă a regimului de irigare, întrucât trebuie să se Ńină seama concomitent de mai mulŃi factori şi anume: de mersul umidităŃii în sol; de starea şi stadiul de vegetaŃie al plantelor şi de condiŃiile climatice. Data udării se stabileşte grăbind sau întârziind momentul intervenŃiei tot în funcŃie de aceşti factori. 3.1.3. Mărimea normei de udare Alt element ce defineşte udarea este mărimea normei de udare. Pentru reuşita irigaŃiei este necesar să se respecte o mărime optimă a normei de udare, care să asigure ridicarea umidităŃii din sol pe toată grosimea stratului activ până la umiditatea corespunzătoare capacităŃii de câmp pentru apă. Uneori, volumul de apă programat a fi introdus în sol nu pătrunde în întregime, datorită permeabilităŃii insuficiente a solului, ca în cazul solurilor argiloase sau în cazul irigaŃiei prin aspersiune, cu intensităŃi mai mari ale ploii. În aceste cazuri norma de udare se reduce corespunzător capacităŃii de absorbŃie a solului şi se revine cu a doua udare până la completarea normei. Sunt necesare, în acelaşi timp, măsuri agrotehnice pentru mărirea permeabilităŃii solului precum şi adaptarea intensităŃii şi a fineŃei ploii, dată de instalaŃia de aspersiune, în condiŃiile concrete ale terenului irigat. Alteori, datorită permeabilităŃii prea mari a solului, ca în cazul solurilor nisipoase, apa dată prin irigaŃie se scurge cu uşurinŃă în adâncime, astfel că plantele beneficiază, de udarea aplicată, un timp prea scurt. În asemenea cazuri se recurge iarăşi la fracŃionarea normei de udare, distanŃând însă cele două udări la un interval de timp mai mare, în funcŃie de viteza cu care se consumă apa din sol. FracŃionarea normei de udare pe solurile uşoare este cu atât mai importantă, cu cât normele de udare sunt mai mari decât pe solurile mijlocii. Astfel, norma fracŃionată poate fi distribuită cu uşurinŃă prin aspersiune, fără să se ivească dificultăŃi cu privire la uniformitatea de repartizare pe teren. Mărimea normei de udare trebuie respectată pe toate categoriile de soluri, eventual, cum s-a menŃionat, fracŃionând-o. Normele mărite duc la risipa apei de irigaŃie, sporind cheltuielile de irigare şi contribuie la sărăcirea solului în săruri nutritive solubile, iar normele micşorate determină mărirea numărului de udări şi influenŃează favorabil dezvoltarea sistemului radicular al plantelor, forŃându-l să se limiteze numai în straturile superficiale ale solului. 3.1.4. Durata sau timpul de udare este al treilea element care defineşte noŃiunea de udare. Trebuie făcută distincŃia între durata absolută a unei udări, adică timpul necesar pentru ca solul să absoarbă întreaga cantitate de apă administrată la o udare, şi durata relativă a udării pe solele programate să fie irigate. Durata absolută a udării depinde de capacitatea de absorbŃie a solului. Prin reglarea debitului apei de irigaŃie, deci printr-o tehnică de irigaŃie corespunzătoare, se urmăreşte ca apa să pătrundă treptat în sol, fără să băltească. Durata relativă a udării depinde nu numai de capacitatea de absorbŃie a apei de irigaŃie, ci şi de gradul de concentrare a forŃelor de muncă şi a utilajelor pe unitatea de suprafaŃă. Se stabileşte suprafaŃa culturilor irigate în funcŃie de felul plantei, de debitul disponibil, de numărul de agregate de aspersiune, de numărul de udători etc. În general, se urmăreşte asigurarea udării întregii suprafeŃe înainte ca plantele să înceapă să sufere de lipsă de apă.
3.1.5. Schema udărilor este o noŃiune în tehnica irigaŃiei cu ajutorul căreia se exprimă schematic momentul când se aplică udările şi numărul total de udări programat a se administra culturii în cursul perioadei de vegetaŃie. În schemă, udările sunt grupate pe fazele de vegetaŃie ale culturii, indicându-se numărul lor din fiecare fază de vegetaŃie în funcŃie de condiŃiile pedoclimatice. De obicei, schema udărilor este formată din 3 cifre, corespunzătoare la trei faze de vegetaŃie caracteristice: cifra de la mijloc corespunde celei mai critice faze pentru umiditate, prima cifră fazei premergătoare celei critice, iar ultima cifră fazei postmergătoare. La plantele producătoare de seminŃe, faza cea mai critică pentru umiditate este înfloritul. În schema udărilor prima cifră reprezintă numărul de udări ce se vor aplica în faza creşterii tulpinii şi a frunzelor, cifra a doua, numărul de udări în timpul înfloritului, iar cifra a treia, numărul de udări programat pentru faza formării bobului. De exemplu, la porumb, schema 0-1-2 înseamnă: nici o udare până la înspicat, o udare la înspicat şi două udări în faza formării şi umplerii bobului. La plantele producătoare de rădăcini sau de tuberculi, faza critică pentru umiditate este faza îngroşării rădăcinii sau faza de înflorire şi creştere a tuberculilor. FaŃă de aceasta se formulează schema udărilor: la sfeclă - 1-3-1, la cartof - 1-2-1. 3.1.6. Intervalul de timp dintre udări depinde de consumul de apă al culturii, caracteristic condiŃiilor pedoclimatice ale zonei şi de precipitaŃiile care survin în acest interval de timp. Pentru întocmirea planului de udări este necesar să se calculeze cu anticipaŃie intervalul de timp dintre udările succesive ce sunt programate unei culturi irigate (Z.Nagy, E.Luca, 1994). Acesta se calculează după următoarea formulă: m T= C(e + t) − P în care: T – intervalul de timp dintre udări, în zile; m – norma de udare, m3/ha; C(e+t) – consumul de apă al culturii prin evapotranspitaŃie, în m3/ha/zi; P – precipitaŃiile medii din perioada considerată, în m3/ha/zi. De asemenea, este necesar, tot în vederea întocmirii planurilor de udare, să se calculeze şi intervalul de timp de la răsărire până la prima udare (T1). Pentru aceasta se foloseşte următoarea formulă: Ri − P min T1 = C( e + t ) − P în care: Ri – rezerva de apă din sol în momentul răsăririi (m3/ha); Pmin – plafonul minim de umiditate (m3/ha).
3.2. UDĂRILE DE APROVIZIONARE Udările ce se aplică unei culturi înainte de semănat sau răsărire se numesc udări de aprovizionare (udări de înmagazinare sau irigări de acumulare). Udarea de aprovizionare are scopul de a asigura în sol o umiditate suficientă de care plantele să beneficieze în primele faze de vegetaŃie, înlocuind astfel udările timpurii din cursul perioadei de vegetaŃie. Udările timpurii aduc prejudicii tinerelor plante prin efectele mecanice ale apei de irigaŃie şi datorită crustei care se formează după irigaŃie, astfel că, practic, nu se aplică udări
plantelor tinere, deşi în regim irigat ele suferă de lipsă de apă, dacă nu se face o irigare prealabilă, de aprovizionare. La fel ca udările din perioada de vegetaŃie, udările de aprovizionare au următoarele elemente: data aplicării, mărimea normei, durata udării şi tehnica de aplicare. În ceea ce priveşte data aplicării udării de aprovizionare, aceasta poate fi înainte de însămânŃare sau chiar după aceea, atât toamna cât şi primăvara, uneori chiar în ferestrele iernii, dacă temperatura este ridicată. Pentru culturile de toamnă, udarea de aprovizionare poate fi dată mai devreme, înainte de pregătirea terenului pentru semănat, după pregătirea terenului sau chiar imediat după semănat. Udările de aprovizionare timpurii, înainte de pregătirea terenului,pot fi aplicate imediat după recoltarea plantei premergătoare, care este de regulă o cultură târzie, sau chiar înainte de recoltarea ei. Udările de aprovizionare efectuate înainte de pregătirea terenului au avantajul că se foloseşte reŃeaua de irigaŃie existentă a culturii premergătoare, se îmbunătăŃesc condiŃiile de irigat şi că, în general, nu contribuie la întârzierea semănatului culturii de toamnă. Udările de aprovizionare aplicate pe terenul deja arat nu sunt recomandate. Ele se fac numai când împrejurările nu au permis efectuarea lor înainte de arătură. După udare terenul trebuie să fie din nou lucrat în vederea însămânŃării. Udările de aprovizionare aplicate imediat după însămânŃare au rolul de a îmbunătăŃi condiŃiile de umiditate din sol în cursul toamnei, până la venirea îngheŃului. Se aplică prin aspersiune şi cu norme relativ moderate. Aceste udări pot fi considerate şi ca udări în cursul perioadei de vegetaŃie. Pentru culturile de primăvară, udările de aprovizionare pot fi aplicate toamna, înainte de arătura de bază, toamna târziu, sau în ferestrele iernii, pe terenul arat, sau primăvara, înainte de lucrările de pregătire a terenului pentru însămânŃare. Cel mai indicat este să se ude toamna târziu sau în ferestrele iernii, dacă solul nu este îngheŃat, pentru a doza norma de udare în funcŃie de rezerva apei din sol, respectiv de precipitaŃiile ce au căzut până în momentul udării. Udările efectuate înaintea arăturii de toamnă sunt riscante, căci în toamnele şi iernile bogate în precipitaŃii, excesul de apă din sol poate aduce prejudicii fertilităŃii solului. Udările de aprovizionare aplicate primăvara sunt favorabile culturilor cu însămânŃare târzie (ex. porumbul). Pentru culturile care se seamănă la desprimăvărare (grâu de primăvară, sfeclă etc.) aceste udări nu sunt indicate. Eficacitatea udării de aprovizionare depinde nu numai de momentul când se aplică, ci şi de cantitatea de apă ce se introduce în sol. Cu cât se înmagazinează o cantitate mai mare de apă, cu atât efectul udării de aprovizionare este mai prelungit, acesta fiind, de fapt, însuşi scopul acestei udări. Mărimea normei udării de aprovizionare trebuie astfel calculată, încât, împreună cu precipitaŃiile din timpul iernii, să asigure în primăvară umezirea solului la capacitatea de câmp pentru apă, pe adâncimea de aproximativ 1-1,5 m. Dificultatea calculării normei de aprovizionare rezidă în dependenŃa sa de cuantumul precipitaŃiilor din cursul iernii şi de proporŃia în care aceste precipitaŃii se înmagazinează şi se conservă în sol. În general, se consideră apă înmagazinată şi conservată, aproximativ 60-70% din precipitaŃiile căzute în timpul iernii. La calcularea normei de aprovizionare se ia în considerare o adâncime a stratului umezit mai mare decât în cazul udărilor din perioada de vegetaŃie, şi anume de 1,5 m pe solurile mijlocii şi grele şi de 1,0 m pe cele uşoare, pentru ca efectul udării să fie cât mai prelungit. Norma udării de aprovizionare (a), în cazul când valorile CC şi Rf sunt exprimate în procente, se calculează cu următoarea relaŃie: a = 100 • Mv • H(CC – Rf) – cPi (m3/ha) în care:
Mv – masa volumetrică a solului, exprimată în t/m3; H – grosimea stratului de sol umezit, exprimat în m; CC – capacitatea de câmp pentru apă a solului, în % gravimetrice; Rf – rezerva finală în sol din precipitaŃiile de iarnă, în %, 1.X. – 1.IV. c – coeficientul de înmagazinare a apei (circa 60-70% din precipitaŃiile de iarnă). În general, pentru zona de stepă, norma udării de aprovizionare are valori cuprinse între 800-1000 m3/ha, iar pentru zona de silvostepă între 500-700 m3/ha. Pentru simplificare şi pentru evitarea riscului excesului de apă datorită precipitaŃiilor, este bine ca mărimea normei de udare să fie circa 1/3 din capacitatea de înmagazinare a solului (cantitatea de apă corespunzătoare intervalului activ din cursul iernii. Cât priveşte durata aplicării udărilor de aprovizionare, spre deosebire de udările din perioada de vegetaŃie, nu este limitată decât de motive de ordin organizatoric. Debitul de udare trebuie astfel reglat încât să se evite scurgerile la suprafaŃă şi eroziunea solului pe terenurile în pantă. În ceea ce priveşte tehnica de aplicare a udărilor de aprovizionare, se foloseşte fie irigarea prin scurgere la suprafaŃă, pe brazde sau fâşii, fie irigarea prin aspersiune. Aplicarea udărilor de aprovizionare în zonele şi pe solurile unde umiditatea la desprimăvărare este ridicată, constituie o greşeală nu numai din punct de vedere al cheltuielilor de udare, dar mai ales datorită posibilităŃii îmbibării solului pe tot profilul, până la capacitatea de saturaŃie, ceea ce poate duce la levigarea substanŃelor nutritive din sol. Necesitatea udărilor de aprovizionare rezultă din compararea volumului precipitaŃiilor din timpul iernii cu posibilităŃile solului de a înmagazina şi a reŃine aceste precipitaŃii. Prin urmare, udările de aprovizionare sunt necesare numai pe solurile din zonele unde precipitaŃiile din timpul iernii sunt mai mici decât capacitatea de înmagazinare şi de reŃinere a solului, pe adâncimea de 1-1,5 m. În vederea stabilirii regiunilor unde sunt necesare udări de aprovizionare, au fost stabilite trei zone (M.Botzan şi O.Merculiev), după suma precipitaŃiilor din perioada 1 octombrie – 31 martie, denumite convenŃional precipitaŃii de iarnă: Zona A: cu precipitaŃii de iarnă de 150-200 mm, cuprinde aproape în întregine estul Ńării şi suprafeŃe mai restrânse în Transilvania. În această zonă intră Dobrogea, fără podişul Cobadinului, toată Moldova, cu excepŃia unei porŃiuni situate la nord şi est de Podişul Central Moldovenesc, vestul Câmpiei Transilvaniei şi a Podişului Târnavelor, precum şi zona depresionară din estul Transilvaniei, łara Bârsei, depresiunea Homoroadelor şi depresiunile Ciucului. Zona B: cu precipitaŃii de iarnă de 200-250 mm, cuprinde toată Câmpia Dunării, fără Bărăgan, estul Câmpiei Transilvaniei, Câmpia de Vest a Ńării. Zona C: cu precipitaŃii de iarnă de 250-300 mm, cuprinde suprafeŃe mai reduse, şi anume sud-vestul Olteniei, partea centrală a Banatului, adică estul câmpiei Timiş şi câmpia Lugojului. Confruntând cantitatea de precipitaŃii de iarnă a celor trei zone de precipitaŃii cu capacitatea de acumulare a precipitaŃiilor de iarnă a diferitelor categorii de soluri, rezultă, în linii mari, zonarea necesităŃii udărilor de aprovizionare pe teritoriul Ńării. În zona A, unde precipitaŃiile de iarnă nu depăşesc 200 mm, sunt necesare udările de aprovizionare pe toate categoriile de soluri, întrucât capacitatea lor de înmagazinare a precipitaŃiilor de iarnă este mai mare decât 200 mm. În zona B, unde precipitaŃiile de iarnă nu depăşesc 250 mm, sunt necesare udările de aprovizionare pe toate categoriile de soluri, cu excepŃia solurilor zonale grele la care capacitatea de acumulare a precipitaŃiilor de iarnă este de 250 mm, cum este cazul solului brun-roşcat de pădure. În zona C, unde precipitaŃiile de iarnă ajung la 300 mm, udările de aprovizionare nu sunt necesare pe solurile zonale grele, pe solurile aluviale uşoare şi pe solurile lăcoviştite.
Pe baza experienŃei acumulate până în prezent în Ńara noastră, cu privire la necesitatea udărilor de aprovizionare, s-a adoptat următorul punct de vedere (M.Botzan şi O.Merculiev): în zona de stepă udările de aprovizionare sunt necesare şi pot fi aplicate toamna; în zona de silvostepă sunt necesare numai în anii secetoşi şi se aplică în ferestrele iernii sau primăvara; în zona pădurilor de câmpie udările de aprovizionare nu sunt necesare decât în mod excepŃional, în anii foarte secetoşi, caz în care se aplică primăvara; pentru culturile de toamnă udările de aprovizionare sunt necesare în toate zonele, dar diferenŃiat din punct de vedere al mărimii normei; în zona de stepă se aplică norme mai mari, care să umecteze solul pe adâncimea de 1,5 m; în zona de silvostepă se aplică norme micşorate, care să umecteze solul pe o adâncime de numai 1 m, iar în zona pădurilor de câmpie se aplică norme care să umecteze solul numai pe 0,50,8 m; udările de aprovizionare menite să umecteze solul pe o adâncime mică, au scopul să îmbunătăŃească condiŃiile pentru răsărirea şi înfrăŃirea plantelor. Prin urmare, sunt echivalente cu udările din cursul vegetaŃiei, aplicate însă înainte de răsărirea plantelor; udările de aprovizionare sunt indicate şi pe solurile sărăturate, deoarece asigură un sens descendent apei şi contribuie astfel la micşorarea concentraŃiei de săruri a solului în orizonturile superioare. 3.3. NORMA DE IRIGAłIE Cantitatea totală de apă, exprimată în m3/ha, ce trebuie administrată unei culturi pentru obŃinerea recoltei planificate, se numeşte normă de irigaŃie. Prin urmare, norma de irigaŃie reprezintă însumarea normelor udărilor de aprovizionare cu normele udărilor din cursul vegetaŃiei. Mărimea normei de irigaŃie variază în funcŃie de nevoile de apă ale culturilor, de cantitatea de apă existentă în sol în momentul semănatului şi de apa intrată în cursul vegetaŃiei din precipitaŃii sau din aport freatic. Mărimea normei de irigaŃie nu este un element fix. Ea se micşorează odată cu intensificarea măsurilor agrotehnice, de contracarare a efectelor secetei. Se poate aprecia că mărimea normei de irigaŃie creşte odată cu perfecŃionarea tehnologiilor de cultură, prin utilizarea unui material biologic valoros, cu înalt potenŃial productiv, printr-o fertilizare raŃională, prin executarea corespunzătoare a lucrărilor solului, contribuind direct astfel, la obŃinerea unor recolte tot mai ridicate.
Capitolul IV SURSELE DE APĂ ŞI CALITATEA APEI DE IRIGAłIE 4.1. SURSELE DE APĂ PENTRU IRIGAT Apa destinată irigării culturilor poate proveni din trei surse: apele de suprafaŃă, apele subterane şi apele marine. Apele de suprafaŃă – reprezintă sursa cea mai importantă pentru irigarea culturilor. Principala categorie de ape de suprafaŃă este reprezentată de cursuri naturale de apă. Atunci când necesarul de apă nu este acoperit, datorită debitelor mici, se contruiesc pe traseul cursurilor de apă, bazine de acumulare, care înmagazinează cantităŃi mari de apă. În Ńara noastră, principala sursă de apă este formată din Dunăre şi reŃeaua interioară a cursurilor de apă. Volumul mediu multianual de apă al Dunării este de 155 miliarde m3/an, iar al râurilor interioare de circa 35 miliarde m3/an. SuprafaŃa agricolă care poate fi irigată anual din Dunăre este de circa 1,3 milioane ha.
Din râurile interioare pot fi utilizate pentru irigaŃie doar 6 miliarde m3/an, ceea ce reprezintă 15% din total, dar, prin acumulări, volumul de apă care poate fi utilizat creşte cu peste 20 miliarde m3/an. Apele subterane – reprezintă o rezervă de apă pentru irigaŃie, principala lor utilizare fiind în alimentaŃie, în unele ramuri ale industriei, în igienă etc. Debitele apelor subterane sunt mici, până la 10-15 l/s, iar folosirea lor presupune, adesea, investiŃii ridicate. Adesea, apele subterane au temperaturi scăzute şi un conŃinut ridicat de săruri, situaŃii în care sunt contraindicate pentru irigaŃie. Apele marine – reprezintă a treia mare sursă de apă pentru irigaŃie. Utilizarea lor se va face doar după desalinizare. Această categorie de apă poate reprezenta o sursă de perspectivă, în condiŃiile identificării unor tehnologii de desalinizare a apei, la costuri accesibile. Mai pot fi utilizate în irigaŃie şi alte categorii de apă: Apele reziduale şi apele uzate, de canalizare, din marile aşezări urbane, constituie una din sursele de apă pentru irigat tot mai larg utilizate. Pentru a corespunde calitativ, aceste ape trebuie tratate mecanic, chimic şi biologic. Există situaŃii în care folosirea apelor reziduale şi a celor uzate, se face cu precauŃie, chiar după tratarea acesteia. Spre exemplu, nu se vor uda cu astfel de ape legumele ce urmează să se consume în stare proaspătă; cartofii şi cerealele nu se vor uda după înflorire; sfecla furajeră, plantele uleioase şi pentru fibre nu se vor uda cu patru săptămâni înainte de recoltare; păşunile şi fâneŃele cu două săptămâni înainte de recoltare şi păşunat etc. (I.Jinga, 1971; I.Pleşa, 1974; N.Onu, 1988).
4.2. CALITATEA APEI DE IRIGAłIE Stabilirea unei surse de apă se face după mai multe criterii, Ńinându-se seama, pe lângă debitul sursei, şi de proprietăŃile fizice şi chimice, care influenŃează calitatea acesteia. Utilizarea în irigaŃie a unor ape necorespunzătoare calitativ, poate conduce, în cele mai multe cazuri, la fenomene de degradare a solurilor, îndeosebi prin sărăturare şi înmlăştinire. Cunoaşterea conŃinutului de săruri şi a felului acesteia, influenŃează alegerea metodei de udare, care să contribuie la prevenirea proceselor de degradare şi la stabilirea măsurilor de ameliorare a solurilor afectate (I.Pleşa, 1974; V.Ionescu Siseşti, 1982; N.Onu, 1988; V.Budiu, 1992). 4.2.1. ProprietăŃile apei de irigaŃie Aprecierea calităŃii apei de irigaŃie se face în funcŃie de principalele proprietăŃi fizice şi chimice ale acesteia: temperatura, turbiditatea, gradul de aeraŃie, reacŃia, concetraŃia în elemente chimice şi în săruri solurile (N.Onu, 1992). Temperatura apei trebuie să aibă valori apropiate de ale temperaturii optime de vegetaŃie a plantelor. Această condiŃie este îndeplinită de cele mai multe dintre sursele de apă de suprafaŃă. O situaŃie specială o prezintă apele subterane, a căror temperatură este, de regulă, mai redusă. Prin circularea acestei categorii de apă pe canale şi conducte, înainte de udarea propriuzisă, temperatura creşte la nivelul corespunzător, care nu dăunează culturilor. Turbiditatea reprezintă cantitatea de aluviuni aflate în suspensie şi transportate de apă, într-o unitate de volum. Valoarea turbidităŃii se exprimă în g/l sau kg/m3. În apele de suprafaŃă, cantitatea de aluviuni este mai ridicată decât în apele subterane. De asemenea, gradul de turbiditate variază chiar pe acelaşi curs de apă, de la un sezon la altul, în funcŃie de debitul şi viteza cursului de apă. Gradul de aeraŃie sau conŃinutul în oxigen al apei de irigaŃie are importanŃă în desfăşurarea proceselor de oxidare din sol. O apă bună pentru irigaŃie conŃine minimum 4 mg
oxigen într-un dm3 de apă şi consumul biochimic de oxigen pentru procesele de oxidare bacteriană în 5 zile este de maximum 12 mg/dm3. Cursurile de apă au un grad de aeraŃie satisfăcător, apele subterane au un grad mai redus, iar lacurile, bălŃile, bazinele şi iazurile sunt nesatisfăcătoare, fiind aproape lipsite de oxigen. Folosirea acestor ape la irigaŃie este posibilă doar după aplicarea unor măsuri de aeraŃie. ReacŃia apei sau concentraŃia apei în ioni de hidrogen, exprimată în unităŃi pH este un indicator important ale apei de irigaŃie. Valorile pH admise se situează între limitele 5,5-8,6, cu precizarea că apele cu pH mai mic de 6,5 sau mai mare de 7,5 necesită măsuri de ameliorare înainte de utilizare. Cele mai multe culturi preferă, aşadar, o reacŃie apropiată de cea neutră, pentru apa de irigaŃie. ConcentraŃia în săruri este un indice complex al calităŃii apei de irigaŃie şi se exprimă ca reziduu salin sau reziduu mineral fix, în g/l, în mg/dm3, în părŃi per milion (ppm) sau în g/100 g sol uscat, sub forma conductivităŃii electrice a soluŃiei solului, care este direct proporŃională cu conŃinutul în săruri. Conductivitatea electrică a unei soluŃii depinde de numărul de ioni, sarcinile electrice ale acestora şi mobilitatea lor şi se exprimă în micromho/cm la 25ºC (1 mho = 1/ohm) sau în unităŃi Siemens/cm la 25ºC (unitatea siemens, cu simbolul S, înlocuieşte unitatea mho). CantităŃile separate de ioni se exprimă în miliechivalenŃi (me) la litru (me/l) pe dm3 (me/dm3) sau în grame la litru. Pe baza analizelor fizice, chimice şi biologice ale apelor, se stabilesc indici calitativi care ajută la caracterizarea surselor de irigaŃie. Principalii indici calitativi ai apelor de irigaŃie sunt: indicii salini – reziduul salin, sărurile minerale dizolvate (cloruri, sulfaŃi de sodiu), indicele CSR (carbonat de sodiu rezidual) şi indicele SAR (raportul de absorbŃie a sodiului – sodium absorbtion ratio)
Capitolul V METODE DE UDARE Tehnica de udare reprezintă mijlocul prin care apa de irigaŃie din reŃeaua permanentă de canale este adusă pe terenul care trebuie irigat şi este pusă la dispoziŃia plantelor. O tehnică de irigare corectă trebuie să îndeplinească următoarele condiŃii: să asigure distribuŃia uniformă a apei pe teren, în conformitate cu mărimea normei de udare; să realizeze un coeficient de valorificare a apei de irigaŃie cât mai ridicat, prin reducerea la minimum a pierderilor de apă prin infiltraŃie, prin scurgeri superficiale şi evaporaŃii; să nu deterioreze structura solului; să asigure o productivitate a muncii ridicată în timpul udărilor şi să permită mecanizarea într-un grad cât mai înalt a lucrărilor agricole pe un teren irigat. Metodele de udare folosite la culturile de câmp, care au răspuns mai bine dezideratelor enunŃate, sunt: udarea prin scurgere la suprafaŃă; udarea prin aspersiune; udarea prin picurare; udarea prin submersiune; udarea subterană. Alegerea metodei de udare se face în funcŃie de modul în care una sau alta dintre metode este favorizată de factorii naturali (geografici, pedologici, hidrogeologici, climatici), tehnici şi economici (I.Pleşa, 1974; N.Grumeza, 1979; Z.Nagy, 1982; V.Ionescu Siseşti, 1982; N.Onu, 1988; M.Ducrocq, 1990; L.Rieul, 1992; E.Luca, 1994; E.Sapir, E.Yagev, 1995).
5.1. IRIGAREA PRIN SCURGERE LA SUPRAFAłĂ Metoda de irigare prin scurgere la suprafaŃă poate fi folosită, în bune condiŃii, pe terenuri bine nivelate. În practică sunt răspândite două variante ale acestei metode: irigarea pe brazde şi irigarea pe fâşii.
5.1.1. Irigarea pe brazde Este aplicată în special pentru irigarea plantelor prăşitoate (sfeclă, porumb, cartof, floarea-soarelui etc.) dar, în anumite condiŃii, poate fi aplicată la aproape toate culturile agricole şi horticole. Principalele elemente ale acestui tip de amenajare sunt: reŃeaua de distribuŃie a apei, care este formată din canale distribuitoare de diferite ordine. Partea finală a reŃelei permanente este alcătuită din canale distribuitoare de sector, amplasate la distanŃe care pot ajunge până la 1000-1200 m şi cu lungimi de până la 1500 m; construcŃii hidrotehnice pe reŃeaua de canale, care asigură conducerea şi distribuirea apei: stăvilare, poduri, apometre etc. Canalele permanente se căptuşesc cu beton sau cu alte materiale indicate pentru permeabilitatea lor. SuprafaŃa de irigat se amenajează cu brazde paralele, între ele având o pantă dulce. Depărtarea dintre brazde, respectiv dintre rânduri, variază în funcŃie de natura solului, astfel: pe soluri usoare 50-60 cm; pe soluri mijlocii 60-80 cm; pe soluri grele 75-100 cm. Apa de pe brazde îmbibă progresiv terenul dintre ele şi ajunge la rădăcinile plantelor. Sistematizarea şi amenajarea terenului se face înainte de semănat, conform specificului plantelor cultivate. Orientarea brazdelor trebuie aleasă în aşa fel încât apa să nu circule cu o viteză prea mare. DistanŃa între brazdele de udare - se stabileşte astfel încât să asigure umezirea uniformă a intervalelor de sol dintre rânduri şi să permită mecanizarea lucrărilor şi distribuirea uniformă a apei pe fiecare brazdă. Lungimea brazdelor de udare variază între 50-200 m, sau chiar mai mult, putând ajunge până la 600 m. Aceasta este mai mare pe solurile grele şi mai puŃin permeabile, pe terenuri cu pante mici şi în condiŃiile unei bune nivelări. Productivitatea muncii la udări creşte o dată cu lungimea brazdelor. SecŃiunea transversală a brazdelor are iniŃial, la deschidere, formă triunghiulară sau trapezoidală, luând după utilizarea lor, formă rotunjită, în formă de U. Adâncimea brazdelor variază între 15-30 cm, deschiderea la partea superioară poate fi de 40-100 cm, iar lăŃimea la baza brazdei, până la 25 cm (N.Grumeza, 1979; V.Ionescu Siseşti, 1982; I.Pleşa, 1992; Z.Nagy şi E.Luca, 1994). 5.1.1.1. Organizarea udării Udarea se execută de lucrători organizaŃi pe echipe care au controlul asupra canalului provizoriu. Se va observa apa care soseşte în canal şi modul de funcŃionare a sifoanelor ce trimit apa în rigole, urmărindu-se ca toate rigolele în funcŃiune să lucreze cât mai sincronizat. Trebuie să fie cunoscută suprafaŃa parcelei deservite de canalul provizoriu şi norma de udare, pentru a putea stabili timpul cât trebuie să dureze irigarea. Udătorii lucrează în formaŃii de câte doi. Un lucrător rămâne la capătul brazdelor sau a fâşiilor şi urmăreşte scurgerea apei prin sifoanele portative din rigolă în brazdă sau în fâsie, supraveghind menŃinerea nivelului constant al apei în rigole, manipulează panourile portative, pune în funcŃiune sifoanele de la brazdele sau fâşiile la care udarea s-a terminat. Al doilea udător lucrează în interiorul culturii ce se irigă, supraveghind şi dirijând circulaŃia apei pe brazdele de udare. El anunŃă încetarea alimentării când apa a ajuns aproximativ 3/4 din lungimea brazdei. FormaŃiile de udători ce lucrează pe aceeaşi rigolă trebuie să înceapă udarea deodată şi să termine, de asemenea, în acelaşi timp. La o rigolă trebuie repartizate atâtea formaŃii încât rigola să funcŃioneze pe toată lungimea sa. Organizarea udării reuşeşte atunci când formaŃiile de udători de la aceeaşi rigolă termină lucrul în acelaşi timp, când durata de funcŃionare a tuturor rigolelor este egală, adică udarea se termină simultan pe toată suprafaŃa.
Udarea începe cu brazdele cele mai îndepărtate, apropiindu-se treptat către capătul din amonte al canalului provizoriu. 5.1.1.2. Echipamentele de udare A. Conducte transportabile flexibile din cauciuc În scopul micşorării suprafeŃelor ocupate de canale, a reducerii pierderilor de apă şi sporirii productivităŃii muncii, în amenajările moderne de irigaŃie se folosesc conducte transportabile flexibile, care înlocuiesc canalele provizorii şi rigolele. În acest caz, din reŃeaua de distribuŃie dintre unităŃi, apa este dirijată în reŃelele din interiorul acestora. ReŃeaua din interiorul unităŃii cuprinde canale deschise, jgheaburi sau conducte îngropate. Udările prin brazde se realizează cu ajutorul conductelor flexibile (cauciuc - butyl armat) cu diametre de 150-400 mm. În cazuri speciale echipamentul mobil de udare poate fi compus din conducte transportabile rigide (aluminiu, oŃel, material plastic). Pe planurile de situaŃie din proiectele de execuŃie a sistemelor de irigaŃie se indică poziŃiile de lucru ale conductelor de transport şi de udare în cadrul fiecărui sector de udare deservit de un set de conducte flexibile. Totodată, pe aceste planuri se stabilesc direcŃiile de udare, care reprezintă direcŃiile de semănat pentru culturile la care udarea se face prin brazde, respectiv direcŃia brazdelor. Aceste direcŃii de semănat sunt obligatorii în cadrul exploatării, pentru a permite realizarea udărilor conform prevederilor din proiect. Un set de udare reprezintă o conductă flexibilă (de udare şi, dacă este cazul, şi de transport), care este folosită în mai multe poziŃii de lucru pentru a asigura udarea unei anumite suprafeŃe. Conductele de transport au diametre de 254 mm şi 207 mm, iar conductele de udare au diametrul de 210 mm. Conductele flexibile sunt formate din tronsoane cu lungimea de 30 m. Îmbinarea între tronsoane se face cu ajutorul unor cilindri din metal peste care se trec capetele tronsoanelor de conductă flexibilă şi se fixează cu coliere metalice. În componenŃa unui set de conductă flexibilă intră o serie de accesorii ca: furtun cu ştuŃ pentru alimentarea brazdelor, racorduri, coturi, teuri, dopuri din tablă galvanizată sau cauciuc butyl, colier metalic de fixare, cleme de strângere şi închidere etc. Conductele de udare au orificii cu dispozitive de reglare a debitului, unde se introduc furtunurile (ştuŃurile) din cauciuc nearmat, cu lungimi de până la 1,5 m pentru conducerea apei din conducta de udare la brazde. Aceste furtunuri (ştuŃuri) sunt montate pe conductele de udare şi alimentează fiecare două brazde, alternativ, având un diametru de 1,5 Ńoli. Conductele de udare pot funcŃiona continuu, datorită unui tronson de rezervă ce se prevede la fiecare set de conductă de udare, care se montează în poziŃia următoare (a 2-a, a 3-a etc.) de lucru a conductei flexibile, pentru a asigura udarea timp de 20 ore/zi. Montarea şi manipularea setului de udare, poziŃiile de lucru ale conductei flexibile de transport sau udare, se trec pe planurile de situaŃie (scara 1/5000 - 1/2000) ale fiecărei unităŃi agricole, poziŃii care trebuie respectate la exploatare. După aşezarea conductei de udare se va deschide numărul necesar de orificii, cu furtunul montat pentru alimentarea brazdelor. Numai după asigurarea condiŃiilor de funcŃionare ale conductei flexibile, se va trece la deschiderea vanei prin care se asigură alimentarea conductei flexibile de udare. Deschiderea vanei se va continua până se asigură norma de lucru în conducta flexibilă de udare, în sensul asigurării presiunii indicate de lucru în conducta flexibilă. Presiunea de lucru în conducta flexibilă de udare este cuprinsă între 0,4-2,0 atm. O presiune mai mică de 0,4 atm. nu va putea asigura debitul corespunzător alimentării brazdelor, iar presiunea mai mare de 2,0 atm. poate
provoca eroziuni în capul amonte al brazdelor, în punctele de alimentare. Practic se va urmări ca lungimea jetului la ieşirea din orificiu prin furtun să nu depăşească lungimea de 0,5-1,0 m. Organizarea udărilor. În vederea utilizării optime a echipamentului mobil se impun o serie de măsuri tehnice şi organizatorice legate de modul de aplicare a udărilor. Ritmul şi ordinea de mutare a tronsoanelor de conductă mobilă trebuie asigurate astfel ca: udarea să poată fi efectuată timp de 20 ore/zi în perioadele de consum maxim; numărul de udători să fie minim; să se creeze posibilitatea funcŃionării continue a echipamentului mobil, Ńinându-se seama şi de tronsoanele de rezervă (existente în dotare); realizarea lungimilor maxime de brazde posibile în condiŃiile locale de pantă şi de sol. În practică se recomandă ca udarea să înceapă din partea de amonte a sectorului de udare. Prin aceasta se determină în mod practic pozitia următoare a conductei de udare, la limita lungimii efective de udare a brazdelor. În cazul brazdelor mai lungi, se realizează un efect sporit al echipamentului mobil, udându-se o suprafaŃă mai mare, dintr-o singură poziŃie. În cazul unor brazde mai scurte decât lungimea suprafeŃei, udarea se realizează cu eforturi mai mari, cu mai multe mutări ale conductei transportabile. La o poziŃie a conductei de udare, este indicat ca udarea să înceapă din capătul aval al conductei. În acest mod tronsoanele eliberate din aval pot fi mutate şi instalate pe poziŃia următoare de udare, asigurându-se continuitatea udării de la o poziŃie la alta, cu minim de conducte de rezervă. Nu este indicat a se începe udarea din capătul amonte al conductei de udare, întrucât întreaga lungime de conductă mobilă rămâne blocată pe poziŃia respectivă, până la terminarea udării, întârziindu-se astfel operaŃia de mutare pe poziŃia următoare. În exploatare, pentru adoptarea unui grafic de udare şi de mutare care să corespundă condiŃiilor tehnico-economice optime, este indicat să se verifice în teren următoarele elemente din proiect: debitul maxim ce poate fi administrat pe brazdă, în funcŃie de textura solului şi de pantă, pe fiecare sector de udare; lungimea maximă teoretică a brazdei; timpul de udare pe brazdă, la norma de udare şi prognoza regimului hidric în sol. În baza elementelor reale de mai sus, se întocmeşte un grafic de udare care trebuie să Ńină seama, în principal, de debitul maxim ce poate fi transportat de echipamentul mobil. Cunoscând debitul maxim (Q max) şi debitul de brazdă (qb) în l/s, se determină numărul de brazde (Nb) din relaŃia: Nb =
Q max qb
Numărul de brazde rezultat se compară cu numărul de orificii de alimentare pe un tronson, rotunjindu-se numărul de brazde astfel ca simultan să funcŃioneze toate orificiile de pe unul sau mai multe tronsoane. Debitul brazdei se modifică în mod corespunzător q′b: q′ b =
Q max Nb
În funcŃie de debitul real al brazdei, se calculează timpul de staŃionare, la norma de udare dată: t=
m l d 60 q′b
în care: t = timpul de staŃionare (în minute); m = norma de udare (în m3/ha); l = lungimea brazdei (în m); d = distanŃa dintre brazde (în m).
Timpul de staŃionare se urmăreşte a se încadra în cele 20 ore de udare efectivă, astfel ca în timpul unei zile să se realizeze un număr întreg de tronsoane eliberate. Se recomandă ca timpul de staŃionare să se mărească faŃă de cel teoretic, admiŃându-se o normă reală de udare mai mare, mărindu-se astfel şi intervalul dintre două udări. Pentru a asigura aplicarea irigării în condiŃii tehnice corespunzătoare, se va urmări ca: prima normă de udare să nu umecteze la capacitatea de câmp un strat de sol mai mare decât cel corespunzător zonei de dezvoltare a perilor radiculari ai culturii ce se irigă; timpul dintre două udări să nu depăşească limitele indicate pentru zona pedoclimatică în care se situează amenajarea (orientativ 10-12 zile pentru silvostepă şi stepă şi 10-15 zile pentru zona pădurilor de câmpie). După determinarea ritmului de udare, se organizează echipele de udători pe fiecare set. Pentru asigurarea unei udări corespunzătoare, un udător poate dirija un debit de aproximativ: 20-30 l/s în cazul schemei longitudinale; 15-20 l/s în cazul schemei transversale. În timpul unei zile, udătorii au următoarele obligaŃii: - deschiderea vanei de admisie a apei din canalele distribuitoare de sector, în conductele transportabile; - reglarea debitului pe orificii şi pe întregul set, (echipament mobil format din 4-5 tronsoane a 30 m şi un tronson de rezervă); - urmărirea scurgerii apei pe brazde, în special la începutul udării; - mutarea tronsoanelor din aval, care au terminat udarea, în poziŃia următoare; - intervenŃii rapide (închidere) în caz de avarii. Debitele ce pot fi dirijate de către udători se diferenŃiază în funcŃie de: debitul brazdei, timpul de ajungere a apei în capătul aval al brazdei, timpul de staŃionare, lungimea brazdei, gradul de nivelare a terenului etc. În mod orientativ, se poate considera ca necesar de forŃă de muncă în perioada de vârf, pentru fiecare schimb, câte un om la 25 l/s în schema longitudinală şi un om la 20 l/s la schema transversală. În mod practic se vor organiza echipe a câte 4 oameni (câte 2 oameni în schimburi de 10 ore/zi, care vor manipula un set de conducte flexibile ce asigură irigarea a 40-60 ha. B. Echipamentul de udare pe brazde tractat longitudinal (EUBA 150). Efectuată raŃional, udarea cu echipamentul de udare pe brazde, tractat longitudinal (EUBA 150), contribuie la aplicarea udărilor de bună calitate, cu cheltuieli de exploatare reduse, comparativ cu udarea prin aspersiune. Alimentarea sectorului de udare se face cu ajutorul unui canal distribuitor, a unui jgheab sau a unei conducte îngropate (antenă). Alimentarea cu apă a echipamentului se face prin branşarea acestuia la hidranŃii conductelor îngropate de joasă presiune. Echipamentul este format din conducte de aluminiu cu diametrul de 150 mm, care pot fi: conducte de transport şi conducte de udare. Pe culoarul deschis în cultură se montează, tronson cu tronson, instalaŃia de udare cu orificiile reglabile în dreptul fiecărei brazde, care la capete, lângă culoare, sunt închise. La capătul aval al brazdelor se deschide o rigolă, cu scopul de a intercepta eventualele scurgeri. Se deschide vana hidrant şi numărul de orificii care trebuie să fie egal cu raportul între debitul instalaŃiei şi debitul de alimentare a brazdei. Se lucrează alternativ cu orificiile, prin închidere şi deschidere, până la branşament, după care instalaŃia se pregăteşte pentru tractare. Se demontează teul special, se fixează buşonul de capăt la conducta pe care este montat capul de prindere (se evită înfundarea cu pământ), se cuplează la tractor şi se începe deplasarea longitudinală pe o nouă poziŃie. După deplasarea pe un nou aliniament se mişcă manual întreaga instalaŃie. 5.1.2. Irigarea pe fâşii. Este o formă de irigare prin scurgere la suprafaŃă, recomandată pentru cerealele păioase şi leguminoase perene.
Metoda se aplică pe suprafeŃe reduse, necesitând un teren foarte bine nivelat, cu pantă longitudinală uniformă. Pe direcŃia de udare, terenul nu trebuie să prezinte pantă transversală (în mod excepŃional se poate admite o pantă de până la 2%. Solurile care se pretează udării pe fâşii sunt cele cu textură mijlocie, mijlocie spre grea, mai greu permeabile. Lungimea fâşiei poate fi cuprinsă între 100 şi 300 m, în funcŃie de pantă, de tipul de sol şi de debitul de apă disponibil. LăŃimea fâşiei are valori cuprinse între 15 şi 20 m pe terenurile plane, între 10 şi 12m pe terenurile cu pante mici şi între 4 şi 8 m pe terenurile cu pante mai mari. Forma fâşiilor este dreptunghiulară, cu latura mare situată paralel cu linia de cea mai mare pantă.
5.2. IRIGAREA PRIN ASPERSIUNE Irigarea prin aspersiune a câştigat în ultimele decenii tot mai mult teren, datorită unor avantaje pe care le are faŃă de alte metode de udare. Având în vedere posibilităŃile de dirijare a intensităŃii ploii şi de aplicare a unor norme de udare bine stabilite, irigaŃia prin aspersiune se recomandă să se folosească la toate culturile de câmp (cu excepŃia orezului) şi în special în cazul solurilor foarte permeabile, cu pante mari, cu microrelief accidentat, cu apă freatică la mică adâncime sau supuse tasării. În condiŃii normale (fără vânt puternic) aspersiunea permite realizarea unor udări mai uniforme decât irigarea prin brazde. Prin corelarea intensităŃii ploii cu capacitatea de absorbŃie a solului se evită scurgerea la suprafaŃă. Introducerea amenajărilor moderne permite folosirea mai raŃională a terenului, prin reducerea parŃială sau totală a reŃelei de canale de alimentare. În aceste condiŃii se realizează o gospodărire mai raŃională a apei, prin mărirea randamentului sistemului. Specificul acestui tip de amenajare permite o viteză mai mare de execuŃie a tuturor lucrărilor decât în cazul irigaŃiei prin scurgere la suprafaŃă. Din punct de vedere al întreŃinerii solului şi al culturilor, aspersiunea prezintă, de asemenea, o serie de avantaje şi anume: permite aplicarea mecanizării pe scară largă; prin aplicarea unor udări cu norme mici este favorizată germinarea seminŃelor; contribuie la înbunătăŃirea fertilităŃii solului, înglobând în sol oxigenul şi azotul absorbit din aer; uneori permite o mai mare densitate a plantelor la hectar; face posibilă administrarea îngrăşămintelor şi a substanŃelor de combatere a buruienilor, bolilor şi dăunătorilor, odată cu apa de irigaŃie. Din cercetările efectuate a rezultat că prin pulverizarea apei se crează o umiditate a aerului favorabilă culturilor agricole, mai ales în perioada de secetă atmosferică pronunŃată. La irigarea prin aspersiune, udarea în câmp se realizează prin aripi de udare, prevăzute cu aspersoare speciale, care por primi presiune fie de la grupul mobil de pompare, care formează împreună cu aripile de udare un agregat mobil de aspersiune, fie printr-o conductă îngropată, cu presiune creată de un grup de pompare termic semifiz, sau de la o staŃie centrală de punere sub presiune (J. d`At de Saint Foulc, 1967; I.Pleşa şi Gh.Florescu, 1974; V.Ionescu Siseşti, 1982; N.Onu, 1988; Z.Nagy şi E.Luca, 1994). 5.2.1. Udarea prin aspersiune cu agregate mobile de pompare în sistemele cu jgheaburi În acest caz apa este preluată de agregatul de aspersiune dintr-un canal deschis sau jgheab, fiind pompată în aripile de udare prin intermediul unor conducte de legătură. InstalaŃiile mobile de aspersiune folosite în momentul de faŃă sunt foarte diversificate, datorită gamei largi de agregate de pompare, conducte şi aspersoare, precum şi datorită posibilităŃilor de combinare a acestor elemente în diferite scheme de udare. Astfel, în funcŃie de
tipul aspersoarelor, modul de aşezare (pătrat, triunghi sau dreptunghi), gradul de acoperire a zonelor udate de aspersoarele vecine, diametrul aripii de udare adoptat, pot să rezulte numeroase scheme de udare. De regulă, distanŃa dintre poziŃiile vecine ale aripilor de ploaie variază între 18 şi 48 m, mai frecvent între 24-36 m. Lungimea de udare a aripilor de ploaie cu care sunt dotate astfel de instalaŃii, este cuprinsă, de obicei, între 150 şi 300 m. Când se folosesc conducte ajutătoare lungi, cu astfel de instalaŃii se pot uda, pe o parte şi alta a sursei, suprafeŃe cu lăŃimi de câte 500 m şi chiar mai mult. InstalaŃiile de irigare prin aspersiune care sunt mai răspândite pe suprafeŃele amenajate în agricultura României, sunt de tipul IAC (instalaŃii de aspersiune cu conducte). În marile sisteme de irigaŃie sunt răspândite aripile de ploaie branşate la reŃeaua de conducte îngropate care funcŃionează sub presiune. InstalaŃia de aspersiune cu conducte (IAC) este o instalaŃie mobilă, alcătuită din grupul sau agregatul de pompare, conducte, aspersoare şi piese accesorii (coturi, vane, teuri, garnituri, suporturi pentru aspersoare etc). Pe parcursul desfăşurării componentelor instalaŃiei pe teren, se va Ńine seama de câteva reguli. Astfel, înainte de a se face îmbinarea tronsoanelor se vor curăŃi sferele şi pâlniile cuplajelor rapide şi numai după această operaŃiune se vor introduce garniturile de cauciuc în locaşurile respective. În acelaşi mod se procedează şi cu ramificaŃiile şi capetele înfundate. La cuplare se va avea grijă ca garniturile să nu prindă impurităŃi sau să nu fie răsucite. RamificaŃiile pentru aspersoare se instalează vertical pe aripa întinsă, iar picioarele bipiedelor sau trepiedelor vor fi bine înfipte în pământ, astfel încât în timpul lucrului aspersorului, acesta să se menŃină în poziŃie verticală. Pârghiile de cuplare vor fi acŃionate numai manual, nu vor fi lovite şi se vor închide bine, pentru a nu se produce pierderi de apă la îmbinări. Aspersoarele se vor controla dacă se rotesc uşor. Schemele de lucru utilizate sunt condiŃionate de dotarea instalaŃiei, de modul de organizare a terenului, de reŃeaua de canale, de vânt etc.(Z.Nagy şi E.Luca, 1994). La alcătuirea schemelor de lucru trebuie avute în vedere următoarele obiective: obŃinerea unor indici de calitate superioară în ce priveşte uniformitatea de distribuŃie, intensitatea şi fineŃea ploii; direcŃia de mutare a aripilor de ploaie, distanŃele dintre ele şi dintre aspersoare trebuie să se permită obŃinerea unei productivităŃi ridicate la efectuarea udării; evitarea instalării aripilor de ploaie pe direcŃii care ar produce greutăŃi în manipulare, cum ar fi: trecerea peste rânduri, mai ales la culturile cu talie înaltă, distrugerea culturilor prin treceri repetate, formarea de clinuri ce rămân neudate etc.; găsirea unor soluŃii cât mai adecvate la udarea în condiŃii de vânt, atât pentru folosirea instalaŃiilor la întreaga capacitate de lucru, cât şi pentru situaŃia în care aplicarea udărilor nu poate fi amânată sau suspendată. În aşezarea conductelor se deosebesc trei scheme principale şi anume: schema în linie dreaptă, schema în L şi schema în T, în funcŃie de condiŃiile concrete de lucru. Organizarea udărilor. Din analiza tehnico-economică a reŃelei de irigaŃie, în cazul aspersiunii, rezultă că timpul optim de folosire diurnă a echipamentului mobil este de 20 ore. Pentru realizarea acestui parametru în perioada de consum maxim (iulie şi august) este necesară o bună organizare a udărilor. CondiŃiile practice de aplicare a irigaŃiilor impun ca în timpul nopŃii să nu se efectueze mutări de conducte, acestea urmând a fi făcute numai în cursul zilei. Amplasarea aripilor de udare se poate face în două moduri: amplasarea pe ambele părŃi ale canalului distribuitor de sector, eliberând sectoarele udate într-un interval de timp mai mare; amplasarea pe o singură parte a canalului distribuitor de sector cu eliberarea sectorului de udare într-un timp mai scurt. În cazul amplasării aripilor pe ambele părŃi, deplasarea agregatului de pompare se face o dată pe zi, ceea ce permite o mai bună organizare a mijloacelor de tracŃiune.
Din analiza comparativă a celor două moduri de amplasare, rezultă că amplasarea pe ambele părŃi ale canalului distribuitor de sector are avantaje economice şi organizatorice, fiind recomandată în cele mai multe situaŃii. ExcepŃie de la acest mod de amplasare se face numai în situaŃiile în care după udare sunt necesare lucrări agrotehnice de întreŃinere a culturilor, care impun eliberarea terenului după o perioadă scurtă (în care caz se adoptă amplasarea pe o singură parte). Pentru asigurarea unui randament sporit al muncitorilor manipulanŃi, se recomandă ca întreaga echipă să înceapă prin a muta aripile cele mai apropiate de noua poziŃie de udare, permiŃând astfel ca terenul din zona din care s-a terminat udarea să se zvânte, după care se mută şi aripile mai îndepărtate. Se va evita, pe cât posibil, circulaŃia pe solul saturat cu apă. Pentru uşurarea organizării mijloacelor de deplasare a motopompelor şi pentru evitarea unor vârfuri de muncă nejustificate, se recomandă ca în cazul amplasării aripilor pe ambele părŃi ale distribuitorului, irigaŃia să înceapă astfel încât o jumătate din agregatele de pompare să se mute dimineaŃa, iar restul seara. 5.2.2. Udarea prin aspersiune cu agregate termice de pompare staŃionare, în sistemele cu conducte îngropate. La amenajarea terenului se realizează canale deschise, căptuşite sau necăptuşite. Conductele sub presiune, îngropate, înlocuiesc ultimele elemente ale reŃelei permanente. Pe aceste conducte se găsesc hidranŃi care permit trecerea apei în aripile de udare. Agregatul termic semifix care de obicei se instalează primăvara şi se demontează toamna, asigură presiunea necesară în conductele de azbociment. Aripile de udare mobile au caracteristici asemănătoare celor din amenajările cu conducte sub presiune. Agregatul termic semifix este, de obicei, de acelaşi tip ca şi cel mobil, fiind format dintr-un motor de 65 CP cuplat cu o pompă 2AM5, cu deosebire că în loc ca pomparea apei să se facă direct în aripile de udare, se face în conducte (antenă) de azbociment cu lungimi variabile, în funcŃie de forma şi lungimea sectorului de udare. Pe conducta de azbociment sunt montaŃi hidranŃii, la care se cuplează cele patru aripi de udare, câte două aripi la un hidrant. Diametrele conductelor de azbociment sunt cuprinse între 100-300 mm. Prin presiunea realizată de agregat se asigură debitul şi presiunea la aspersor. Alimentarea agregatelor se face din canale deschise sau jgheaburi. Reglarea înălŃimii apei din canalul deschis se face cu ajutorul stăvilarelor, iar în jgheaburi cu ajutorul unor panouri mobile fixate la derivaŃii sau la punctele de alimentare, precum şi la căderile de pe jgheab. Pentru folosire în condiŃii optime (folosirea completă în 10 zile) a unui agregat de pompare termic staŃionar, sectorul de udare are, în general, o lungime de 960 m (lungimea conductei îngropate = 912 m). În condiŃiile în care lungimea sectorului de udare este mai mare de 960 m se prevăd, în general, două agregate termice staŃionare, conducta fiind dimensionată corespunzător. Agregatele termice staŃionare funcŃionează 20 ore/zi, în două reprize a cât 10 ore, cu o oprire de 2 ore între reprize, timp necesar pentru zvântarea terenului şi pentru mutarea aripilor. Se organizează grupuri de câte 4 agregate termice, fiecare agregat din cadrul fiecărui grup având intervalul său direct de funcŃionare şi de oprire în cursul unei zile. În intervalul de 10 ore, agregatul termic, realizând presiunea la aspersor de circa 3,5 atm., asigură suprafeŃei aferente norma de udare de 600 m3/hectar. Aşezarea aspersoarelor se face în triunghi, pentru realizarea unei udări mai uniforme. La un hidrant se folosesc simultan două aripi de udare. Pe o antenă pot funcŃiona simultan doi hidranŃi cu câte două aripi (total 4 aripi).
În cazul conductelor îngropate cu mai mult de 10 hidranŃi (L 912) conducta este deservită de 2 agregate termice staŃionare şi vor funcŃiona concomitent 4 hidranŃi, respectiv 8 aripi de udare, dispuse tot cate două aripi la un hidrant. Zilnic o aripă de udare funcŃionează în două poziŃii de lucru. Există două posibilităŃi de folosire a celor două aripi pe hidrant şi anume: folosirea ambelor aripi de o parte a conductei şi apoi de cealaltă parte, sau folosirea fiecărei aripi numai pe o singură parte a conductei îngropate. În primul caz, avantajul acestei funcŃionări îl constituie posibilitatea eliberării în timp mai scurt a sectorului de udare (maxim 5 zile), iar ca dezavantaj faptul că mutăriile aripilor se efectuează din 48 în 48 ore comportând un număr mai mare de lucrători. În cel de-al doilea caz, când funcŃionează fiecare aripă de o parte a conductei îngropate, avantajul îl reprezintă faptul că mutarea aripilor se efectuează din 24 în 24 m, ceea ce presupune deplasări mai mici pe ansamblu, respectiv necesitatea unui număr mai redus de manipulanŃi în echipa de lucru. Dezavantajul îl reprezintă faptul că eliberarea completă a unui sector de udare se face după 10 zile. Ca poziŃie, aripile se aşează perpendicular pe antenă (conducta îngropată), de-a lungul rândurilor la plantele prăşitoare. Sensul de semănat va fi perpendicular pe direcŃia antenelor, cu excepŃia culturilor dese (grâu, orz sau ierburi perene), la care semănatul poate fi dispus oricum, Ńinând seama de panta admisibilă. În general, antenele sunt dispuse perpendicular pe pantă, iar poziŃia aripilor în acest caz este paralelă cu curbele de nivel. În situaŃia pantelor mai mari de 5‰, arăturile, respectiv semănăturile, trebuie efectuate paralel cu curbele de nivel şi se impune ca şi poziŃia aripilor de udare să urmărească direcŃia semănăturilor (rândurilor), ceea ce se poate realiza cu ajutorul conductelor suplimentare. De asemenea, se folosesc poziŃii de aripi frânte acolo unde forma terenului o impune, pentru irigarea completă a unor suprafeŃe izolate sau situate excentric faŃă de sectorul normal de udare. Echipamentul mobil constă din: tronsoane din Ńeavă de aluminiu cu diametrul de 100 mm şi 125 mm, cu priză - aspersor şi fără priză, prevăzute la exterior cu cuplaj rapid, branşament, racord rapid aspersor, precum şi o gamă de armături şi accesorii - trepied, prelungitor aspersor, regulator la aspersor, buşon, cot, teu, picior suport mufă, buşoane de capăt etc. Echipamentul funcŃionează la presiuni interioare cuprinse între 2-6 atm. Asamblarea conductelor şi accesoriilor se realizează cu ajutorul cuplajelor rapide, prevăzute cu garnituri de cauciuc şi acŃionate în interior de presiunea apei. Branşamentul serveşte la racordarea echipamentului de udare la vana hidrant şi se îmbină cu vana prin introducerea lui în corpul vanei, urmărindu-se asamblarea cuplei fixată pe axul de comandă a branşamentului cu axul vanei hidrant. Arcul elicoidal cilindric, montat pe axul de comandă a branşamentului asigură contactul permanent dintre cuplă şi axul vanei hidrant. În momentul în care branşamentul se realizează pe inelul corpului vanei, se cuplează ghearele care asigură în timpul funcŃionării instalaŃiei îmbinarea celor două subansamble. Branşamentul se montează în poziŃia corespunzătoare schemei de udare, cunoscând faptul că poate fi orientat în orice direcŃie (360°). Racordul rapid -aspersor serveşte ca suport pentru prelungitorul de aspersor, montat în capul de prindere a tronsonului. În interiorul racordului s-a prevăzut o supapă automată, formată dintr-o bilă de cauciuc şi agrafe, care au rolul să închidă secŃiunea de trecere a apei în momentul în care se scoate prelungitorul de aspersor. Aspersoarele tip IAJ - 1M; ASM - 1 sau ASM - 2, de fabricaŃie românească, se montează pe prelungitorul de aspersor de 0,46 m sau de 1,37 m. Pentru înălŃimi mai mari se cuplează cele două prelungitoare.
Regulatoarele de presiune la aspersoare se vor folosi acolo unde presiunea depăşeşte 4,0 atm. Verificarea acestor suprapresiuni la aspersoare se poate face fie direct pe teren (prin măsurarea razei de acŃiune), fie prin verificarea presiunilor la hidrant. Aceste situaŃii apar, în general, când sunt pante şi contrapante ale terenului. 5.2.3. Udarea prin aspersiune în sistemele amenajate cu conducte îngropate, sub presiune Irigarea prin aspersiune cu conducte îngropate constă din amenajarea unui sistem de irigaŃii cu o staŃie de pompare sub presiune, care preia apa dintr-un canal şi o pompează într-o reŃea de conducte îngropate. Pentru fiecare sistem, reŃeaua de conducte îngropate este formată din conducte principale, secundare şi terŃiare (de regulă antene). Conductele sunt îngropate la 1,0-1,2 m adâncime şi sunt fabricate din azbociment sau oŃel. Antenele sunt ultimele ramuri de conducte îngropate şi deservesc, prin intermediul hidranŃilor, aripile de udare, care constituie elementele mobile ale sistemului (echipamentul mobil de udare). Ca accesorii amintim: vanele de linie şi de ramificaŃie pe conducte, dispozitivele de aerisire şi dezaerisire, dispozitivele antişoc şi hidranŃii. În perioada de irigare, se recomandă următoarele reguli pentru exploatarea sistemelor amenajate cu conducte îngropate, sub presiune: vanele de golire vor fi închise; vanele de linie şi vanele de ramificaŃie de pe conducte se vor găsi în poziŃia "deschis"; vanele dispozitivelor de aerisire şi dezaerisire, precum şi a dispozitivelor antişoc, vor fi sigilate în poziŃia "deschis"; închiderea şi deschiderea hidrantului se va face lent. La umplerea conductelor se va Ńine seama ca eliminarea aerului să se facă în mod continuu, până la ultimul hidrant al fiecărei antene. ReŃeaua de irigaŃie funcŃionează cu apă nepotabilă. Utilizarea acestei ape pentru băut prezintă pericol de îmbolnăvire atât pentru oameni cât şi pentru animale. InstalaŃiile mobile de udare (aripile) se racordează la reŃeaua de conducte îngropate prin intermediul hidranŃilor, fiind amplasate, în general, perpendicular pe direcŃia ultimelor conducte fixe (respectiv în direcŃia rândurilor culturilor agricole). InstalaŃiile mobile de udare se compun din: conducte de legătură, conducte de udare, aspersoare, accesorii. Conducta de legătură, formată din tronsoane de 6 m, din aluminiu, este amplasată paralel cu antena, diametrul conductei fiind de 100 mm. Conducta de udare este formată, de asemenea, din tronsoane de 6 m, de aluminiu, cu diametrul de 100 mm, lungimea ei fiind variabilă în funcŃie de schema adoptată. Aspersoarele sunt de fabricaŃie românească cu duza de 6, 7 sau 8 mm. Ca accesorii se prevăd: branşamente, teuri, coturi, cruci prelungitoare pentru aspersoare, trepiede, dopuri. La un hidrant se vor cupla maximun două aripi. Ele pot funcŃiona pe o singură parte a antenei (acŃiune unilaterală) sau simultan, de o parte şi de alta a antenei (acŃiune bilaterală). De asemenea, cele două aripi pot fi deservite de o singură conductă de legătură sau fiecare aripă poate fi deservită de conducta de legătură proprie. În principiu, se va folosi o singură conductă de legătură pentru două aripi, acolo unde există presiuni disponibile la hidrant. Verificarea presiunii la hidrant se va face cu ajutorul manometrului. Presiunile mai mari la aspersoare, datorită pantelor sau contrapantelor de teren de pe traseul aripilor de udare, pot fi anihilate de către regulatoarele de presiune de la aspersor. Pe o antenă vor funcŃiona două, trei sau patru aripi de udare. HidranŃii de pe aceeaşi antenă trebuie să funcŃioneze, de regulă, la aceeaşi presiune.
5.2.4. InstalaŃii cu deplasare mecanizată a aripilor de aspersiune Dintre instalaŃiile la care deplasarea aripilor de aspersiune se face mecanizat şi care se folosesc în producŃie fac parte: IATL, IATL-RTF-25, IAT-300, IATF-300 etc. 5.2.4.1. InstalaŃia de aspersiune cu tractare longitudinală IATL Este prima instalaŃie de udare realizată în Ńara noastră, care se deplasează mecanizat, prin tractare directă, de pe o poziŃie de udare pe alta. InstalaŃia este simplă, staŃionară pe durata udării şi constă din montarea pe aripa de aspersiune a unor perechi de roŃi şi, după necesitate, şi a unor stabilizatoare, care prin tractare fac ca aripa să se deplaseze longitudinal de pe o poziŃie de udare pe alta. Alimentarea cu apă se face direct de la hidrant. În cazul culturilor prăşitoare aripa poate fi tractată pe toate tipurile de sol, longitudinal, pe culoare întreŃinute. Se poate folosi pentru udarea tuturor culturilor prăşitoare şi furajere. Tractarea se face cu ajutorul tractorului pe roŃi, de 40 CP - 60 CP. Tipul tractorului determină lăŃimea culoarului la culturile prăşitoare. InstalaŃia aplică udarea staŃionar timp de 10 ore, după care este tractată longitudinal pe poziŃia următoare de udare. Toate operaŃiile de pregătire şi deplasare a instalaŃiei se efectuează în 20 minute. 5.2.4.2. InstalaŃia de aspersiune cu tractare longitudinală echipată cu ramificaŃie din tuburi flexibile (IATL - RTF 25) RamificaŃiile din tuburi flexibile se montează la instalaŃiile de udare existente şi îndeosebi la instalaŃia cu tractare longitudinală simbol IATL 400/100, care primesc apa prin instalaŃiile de pompare, de punere sub presiune, sau prin intermediul agregatelor de pompare de tip APT 50/60. RamificaŃiile din tuburi flexibile sunt destinate pentru udarea prin aspersiune a tuturor culturilor plane. Se pot utiliza tuburi fexibile cu diametre interioare variabile, în funcŃie de lungimile de lucru ale acestora. În practică cele mai bune rezultate au dat furtunurile în lungime de 27 m cu ø interior de 25 mm. Măsurătorile efectuate în laborator de către ICITID şi ICPITMA (V.Bratu, 1980) asigură parametrii calitativi fundamentali ai aplicării udărilor cu ajutorul acestui tip de instalaŃie. Furtunul se introduce cu ajutorul cotului de legătură, prin apăsare, în racordul rapid, a cărui supapă cu bilă permite intrarea apei în tubul flexibil, pe prima poziŃie de udare, cu prelungitorul aspersor fixat în sol. După mutarea manuală a aspersorului pe cele 4 poziŃii de udare, la două zile, furtunurile golite de apă se înfăşoară pe suporŃii montaŃi pe aripă pentru poziŃia de transport, după care se deplasează prin tractare longitudinală pe o nouă poziŃie de staŃionare pentru udare. Spre deosebire de IATL 400/100 a cărei eficienŃă creşte în măsura funcŃionării pe un număr mare de antene, RTF 25 se limitează la sole cu lungimi de 1800-2400 m, ceea ce corespunde cu funcŃionarea pe 3-4 antene, situaŃie întâlnită în majoritatea amenajărilor cu conducte îngropate. Zona de influenŃă a unei antene corespunde cu sola de udare, care de regulă este rectangulară, cu lungimi şi lăŃimi variabile, în funcŃie de numărul hidranŃilor şi lungimea de lucru a aripilor de aspersiune. Solele de udare sunt delimitate de drumuri de exploatare pentru mişcarea tractoarelor la deplasarea mecanizată şi transportul materialelor, recoltei etc. InstalaŃia se pretează la toate culturile. Cu rezultate foarte bune se foloseşte la udarea porumbului pentru boabe, respectând tehnologia indicată.
Deoarece furtunurile se derulează între rândurile de plante, obligatoriu semănatul se efectuează paralel cu antenele. Pentru deplasarea mecanizată a instalaŃiei este nevoie de deschiderea de culoare la lăŃimea de lucru corespunzătoare ecartamentului tractoarelor. Culoarele se deschid perpendicular pe antene prin jalonarea aliniamentului la distanŃa de 72 m, în cazul reŃelei de tuburi flexibile cu diametrul de 25 mm şi lungimea furtunului de 27 m. Deschiderea primului culoar se practică de aşa manieră încât să se asigure udarea benzii de capăt de la canalul provizoriu, canalul distribuitor sau jgheab. Montarea aripilor pe poziŃia de start se face respectând următoarele condiŃii: nu se va depăşi încărcătura cu aripi a antenelor stabilite prin documentaŃie; se va evita mutarea manuală a instalaŃiei, la capetele solelor, de pe un culoar pe altul, deoarece sunt distanŃe mari (72 m). Montarea se face tronson cu tronson, iar furtunurile se desfăşoară pe prima poziŃie de udare, fixându-se în sol la 27 m de aripă. 5.2.4.3. InstalaŃia autodeplasabilă transversal (IAT 300) InstalaŃia de udare autodeplasabilă transversal, IAT 300, poate fi folosită în sistemele de irigare cu distanŃa dintre antene de 612 m, alimentarea fiind asigurată de la hidrant prin intermediul unui furtun şi a tronsoanelor de legătură. Mişcarea instalaŃiei se face paralel cu antena, înainte şi înapoi, acŃiunea fiind asigurată de un motor termic amplasat pe un cărucior la mijlocul aripii. Este destinată pentru culturi cu talie joasă, rezultate foarte bune obŃinându-se la lucerniere şi pajişti, culturi de păioase. Se mai poate folosi la soia, fasole, cartof, sfeclă de zahăr etc., respectând unele recomandări privind sensul de semănat şi momentul realizării primei deplasări. InstalaŃia funcŃionează bine pe terenuri plane. La această instalaŃie presiunea apei se realizează în conducte subterane cu ajutorul SPP sau a APT 50/60. După montarea şi verificarea instalaŃiei se deschide treptat vana hidrant, apoi se începe udarea. După staŃionarea pe poziŃia de udare a timpului programat, se fac pregătirile pentru deplasarea pe altă poziŃie. Se deschide vana hidrant, se deplasează furtunul asamblat şi se aşteaptă timpul necesar pentru golirea aripei, după care se porneşte motorul termic. Pe noul aliniament se face legătura între branşamentul hidrant de la capătul aripii de udare şi se deschide vana hidrant. Culturile prăşitoare şi păioase se seamănă perpendicular pe antene; în acest caz, imediat după semănat, când plantele sunt răsărite, se va deplasa instalaŃia înainte şi înapoi pentru a lăsa urmele, astfel că rândurile de plante nu mai pot fi un obstacol în deplasarea instalaŃiei (culturile de sfeclă sau cartof în mod deosebit). La amplasarea instalaŃiei pe prima poziŃie trebuie să se aibă în vedere următoarele: evitarea demontării instalaŃiei în timpul exploatării pe întreg sezonul de irigaŃie; limitarea pe cât posibil a deplasării instalaŃiei în gol; respectarea încărcăturii antenelor cu aripi, conform regulamentului de exploatare. Avându-se în vedere că o instalaŃie deserveşte 18 ha pe un sezon, se montează aripile pe o poziŃie de stat, bilateral de antenă, luând în calcul lungimea tronsonului de antenă şi lungimea aripei de udare (8 hidranŃi x 72 m x 300 m). Trebuie să se ia în consideraŃie că primul hidrant este de regulă la aproximativ 36 m de conducta principală îngropată. Practica a demonstrat că o echipă formată din doi muncitori poate asigura funcŃionarea a 6 hidranŃi, ce corespunde udării unei suprafeŃe de circa 100 ha. Pentru aplicarea unei norme de udare de 600 m3 apă/ha cu o intensitate medie a ploii de 6,8 mm/ha, este necesar ca instalaŃia să aibă o perioadă de funcŃionare pe o poziŃie de lucru de 7,5 ore; punerea ei în funcŃiune într-o nouă pozitie de lucru durează 30 minute. În aceste condiŃii se pot realiza zilnic câte trei poziŃii de udare, iar într-un ciclu de udare de 12 zile se realizează un număr de 36 poziŃii.
5.2.4.4. InstalaŃia de aspersiune cu tambur şi furtun (IATF-300) InstalaŃia asigură udarea din mers atât a culturilor cu talie înaltă, cât şi a celor cu talie joasă. Se poate utiliza în amenajările de irigaŃie cu conducte îngropate, cu antene amplasate la 612 m, cu hidranŃi amplasaŃi la 72 m, sau în sistemele cu canale în care caz funcŃionează în agregat cu motopompă APT 50/60. Agregatul de pompare APT 50/60 asigură debitul necesar pentru 2-3 instalaŃii. InstalaŃia IATF-300, compusă din maşina de bază, furtun şi dispozitiv de udare, aplică udarea în timpul deplasării dispozitivului de udare în timp ce maşina de bază se află în poziŃie fixă, branşată la hidrant. InstalaŃia are un mare grad de mobilitate, putând iriga suprafeŃe de formă geometrică diferită. Pentru funcŃionare, instalaŃia IATF-300 se deplasează în agregat cu tractorul U-650, pe drumul de acces din lungul antenei, până când axul tamburului ajunge în dreptul culoarului amenajat special pentru deplasarea dispozitivului de udare (cărucior cu aspersoare). InstalaŃia se fixează în poziŃie de lucru cu ajutorul cricului şi a celor două picioare reglabile ale şasiului, după care turelele se rotesc la 90°, astfel încât căruciorul să ajungă pe direcŃia axului culoarului. În această poziŃie se blochează turela şi se branşează instalaŃia la hidrantul de alimentare cu apă. Se coboară apoi căruciorul pe sol şi se cuplează la tractor prin intermediul unui cablu. În continuare se deschide vana hidrantului şi robinetul de oprire şi de reglare a vitezei căruciorului până când clichetul de blocare a tamburului se eliberează, după care robinetul se închide. Tamburul se blochează cu ajutorul frânei şi se scoate clichetul braŃului de acŃionare, când acesta execută cursa de revenire comandată prin acŃionarea manuală a distribuitorului de comandă. În continuare, se reglează frâna tamburului, astfel încât să permită învârtirea liberă a tamburului, păstrându-se însă o forŃă redusă de întindere în furtun pe timpul derulării acestuia. Se tractează căruciorul pe culoar, până când pe tambur mai rămân înfăşurate 1,5-2 spire. Se decuplează căruciorul de la tractor şi se pun la loc clicheŃii după care se deschide robinetul cu ventil sferic pentru alimentarea aspersoarelor. După intrarea aspersoarelor în regim normal de lucru se deschide robinetul care alimentează cu apă sub presiune instalaŃia hidraulică de acŃionare a tamburului. InstalaŃia hidraulică, alcătuită din motor hidraulic cu burduf, distribuitor de acŃionare, distribuitorul de comandă, robineŃi şi conductă de legătură, antrenează tamburul într-o mişcare de rotaŃie prin intermediul braŃului de acŃionare, clicheŃilor şi a coroanei dinŃate. Prin rotire furtunul se înfăşoară pe tambur şi se deplasează în felul acesta căruciorul cu cele două aspersoare de tip ARS-2, astfel încât udarea se efectuează din mers, pe fâşii cu lăŃime de 54 m şi lungime de 306 m. Aspersoarele sunt reglate pentru a uda în sector de cerc, asigurând deplasarea pe uscat a dispozitivului de udare. Viteza de deplasare a dispozitivului de udare poate fi reglată cu ajutorul robinetului, prin reglarea debitului de alimentare a motorului hidraulic. Când dispozitivul de udare a ajuns la tambur, circuitul apei la aspersoare şi la motorul hidraulic se închide automat. După sesizarea opririi udării pe prima fâşie, se execută manevrele pentru udarea fâşiei din poziŃia simetrică celei dintâi. Pentru aceasta se fac următoarele operaŃii: închiderea vanei hidrant şi decuplarea furtunului flexibil; eliberarea clichetului de blocare şi a celui de acŃionare; ridicarea căruciorului şi rotirea tamburului cu 180°; coborârea căruciorului pe culoar; aşezarea clicheŃilor în poziŃie de lucru şi cuplarea instalaŃiei la hidrant; deschiderea vanei hidrant, a robineŃilor de admisie a apei la aspersoare şi la motorul hidraulic. După terminarea udării şi pe această poziŃie, se închide vana hidrant, se cuplează furtunul flexibil şi se roteşte turela la 90° în poziŃia de transport, având căruciorul dispus în partea opusă.
În această poziŃie, instalaŃia se cuplează la tractor, se ridică picioarele de sprijin şi cricul rotabil, după care se efectuează mutarea pe noua poziŃie de lucru şi se reiau manevrele pentru udarea următoarelor două fâşii alăturate. InstalaŃia IATF-300 aplică udarea în benzi (fâşii) de 306 m lungime şi 54 m lăŃime, care au trasate pe mijloc culoare de 2,1 m şi pe laturi câte un drum tehnologic cu lăŃime de 3,0 m. Acestea permit trecerea tractorului în agregat cu dispozitivul de udare, respectiv tractorul în agregat cu întreaga instalaŃie. Timpul de lucru al instalaŃiei se divide în timp efectiv de funcŃionare (respectiv de udare) şi timp de mutare. Mutarea instalaŃiei pe o poziŃie succesivă poate fi făcută de un tractor şi o echipă de doi muncitori (dintre care unul tractorist) într-un interval de timp de până la o oră, în care se include şi deplasarea la instalaŃia următoare (Z.Nagy şi E.Luca, 1994).
5.3. IRIGAREA PRIN PICURARE Primele încercări de irigare prin picurare, în condiŃii de seră, s-au făcut începând din jurul anului 1940, în Anglia, dar metoda s-a răspândit pe scară largă abia din 1950, după promovarea ei la culturile de câmp în Israel (N.Grumeza şi O.Drăgănescu, 1983). În prezent, irigarea prin picurare se practică pe suprafeŃe mari în S.U.A., Israel, Australia, Africa de Sud, în Ńările Europei Occidentale etc. Caracteristica principală a metodei constă în distribuirea treptată, lentă, a apei sub formă de picături, în imediata vecinătate a rădăcinilor plantelor, umectând doar o parte a solului. Datorită acestei particularităŃi, metoda se încadrează în categoria sistemelor de irigare localizată, fiind cea mai răspândită dintre acestea (N.Grumeza, 1983; N.Onu, 1992; L.Rieul, 1992; E.Sapir, E.Yagev, 1995; R.Nathan, 1996). 5.3.1. Avantaje şi dezavantaje ale metodei de irigare prin picurare Comparativ cu metodele tradiŃionale de irigare (scurgerea la suprafaŃă şi aspersiunea), irigarea prin picurare prezintă mai multe avantaje evidente, între care: poate fi aplicată pe terenuri inaccesibile altor metode, pe pante mari, pe suprafeŃe denivelate, fără a necesita amenajări speciale (modelare, nivelare etc.); nu favorizează creşterea umidităŃii relative, care în cazul irigării prin aspersiune creează condiŃii de dezvoltare a unor boli criptogamice şi a unor paraziŃi; permite automatizarea totală a sistemului realizându-se astfel o însemnată economie cu forŃa de muncă ; creează în sol condiŃii foarte favorabile creşterii şi dezvoltării plantelor; poate fi aplicată pe orice tip de sol, de la cele cu textură foarte uşoară la cele cu textură foarte grea; permite aplicarea odată cu apa de irigaŃie a substanŃelor fertilizante şi a tratamentelor fitosanitare; contribuie la realizarea unor recolte mai timpurii, ridicate şi în unele cazuri la îmbunătăŃirea calităŃii producŃiei; permite utilizarea apei cu un grad mai ridicat de mineralizare. Dintre dezavantajele metodei de udare prin picurare sunt de reŃinut: costul mai ridicat al investiŃiei; posibilităŃile mai mari de înfundare a picurătoarelor; existenŃa unei cantităŃi mari de conducte pe unitatea de suprafaŃă, fapt care presupune o atenŃie sporită în timpul lucrărilor mecanice şi o supraveghere permanentă a instalaŃiei; apariŃia în cazul udării neraŃionale a excesului de apă sub picurătoare şi a spălării azotului în straturile profunde ale solului; fragilitatea instalaŃiilor comparativ cu cele de udare prin aspersiune etc. 5.3.2. ParticularităŃi ale regimului de irigaŃie la udarea prin picurare La amenajarea unui sistem de udare prin picurare se vor avea în vedere câŃiva parametri între care: frecvenŃa şi durata udărilor, numărul şi poziŃia picurătoarelor, precum şi debitul fiecărui picurător.
Debitul de apă ce se administrează trebuie stabilit în funcŃie de tipul de sol şi necesarul culturii, astfel încât să fie evitate băltirile. La rândul lor, frecvenŃa şi durata udărilor depind de proprietăŃile solului şi de felul culturii. Numărul de picurătoare se stabileşte în funcŃie de cantitatea de apă necesară unei culturi mature. Ca urmare a particularităŃilor specifice irigării prin picurare, regimul de irigare prezintă la rândul lui unele caracteristici care-l diferenŃiază de cel al altor metode. 5.3.2.1. Norma de irigare (M) rezultă din însumarea normelor de udare şi se determină cu relaŃia: M = ET + Ri- Rf - Pv în care: ET = consumul de apă al plantelor prin evaporaŃie şi transpiraŃie (m3/ha); Ri = rezerva iniŃială de apă, determinată la începutul perioadei de vegetaŃie (m3/ha); Rf = rezerva finală de apă determinată la sfârşitul perioadei de vegetaŃie (m3/ha); Pv = precipitaŃiile căzute în perioada de vegetaŃie (m3/ha). În cazul udării prin picurare, spre deosebire de udarea prin scurgere la suprafaŃă şi prin aspersiune, se va utiliza un coeficient de corecŃie (Kr), care reprezintă fracŃiunea de sol efectiv umezit şi este în relaŃie directă cu textura solului, distanŃa dintre conducte, distanŃa dintre picurătoare şi debitul de picurare (N.Grumeza şi O.Drăgănescu, 1983; N.Onu, 1992). 5.3.2.2. Norma de udare, care reprezintă cantitatea de apă administrată la o udare pe un hectar, pentru o anumită cultură, se determină cu relaŃia utilizată şi la celelalte metode, valoarea obŃinută fiind corelată cu aceelaşi coeficient Kr: m = 100 • H • Da (CC - Pmin) • Kr în care: H = stratul de sol (m); Da= densitatea aparentă a solului (t/m3); CC = capacitatea de câmp pentru apă a solului (% din masa solului uscat); Pmin = plafonul minim de umiditate a solului (%); Kr = coeficientul de corecŃie. Se apreciază că valoarea Kr se apropie de 1 cu atât mai mult cu cât debitul este mai mare, textura mai fină şi distanŃele între conductele de udare şi între picurătoare sunt mai mici (N. Onu, 1992). Valorile Kr sunt cuprinse, de obicei, între 0,20 şi 0,40, astfel că norma de udare la irigarea prin picurare este de 100-400 m3/ha, mai mare la culturile semănate în rânduri dese şi mai mică la pomi şi viŃa de vie. 5.3.2.3. Intervalul de timp dintre udări - depinde la fel ca şi în cazul celorlalte metode de udare, de ritmul consumului de apă din sol şi valoarea precipitaŃiilor căzute. Determinarea intervalului de timp dintre udări se determină astfel: T=
m ETRo - P
în care:
m = norma de udare prin picurare (m3/ha); ETRo-P = consumul de apă la udarea prin picurare (m3/ha); P = precipitaŃiile medii zilnice (m3/ha/zi); În general, intervalul de timp dintre udări este cuprins între 1 şi 6 zile. 5.3.2.4. Durata udării prin picurare (tp) se determină cu relaŃia: m dcu dp tp = qp
în care: tp = durata udării prin picurare (h); m = norma de udare (mm col. apă); dcu = distanŃa dintre conductele de udare (m); dp = distanŃa între picurătoare (m); qp = debitul unui picurător (l/h). 5.3.2.5. DistanŃa între picurătoare - la umezirea unei porŃiuni continue de sol, se stabileşte în funcŃie de raza de umectare a picurătoarelor care, la rândul ei, depinde de mărimea debitului de picurare şi de textura solului. DistanŃa între picurătoare variază între 0,20-2 m iar în cazul livezilor şi a plantaŃiilor viticole este egală cu distanŃa între plante pe rând. 5.3.2.6. Numărul de picurătoare - la o plantă se stabileşte în funcŃie de consumul de apă al plantelor, de densitatea de plante şi de felul culturii (N.Onu, 1992). La viŃa de vie se folosesc 1-4 picurătoare (de obicei două) la un butuc, iar la pomii fructiferi 1-10 picurătoare (de obicei patru) la fiecare pom. La culturile de seră şi la cele de câmp, în rânduri dese, se va evita fixarea picurătorului lângă plante, pentru a evita suprasaturarea acestor porŃiuni cu apă. 5.3.2.7. Debitul unui picurător - are valori în raport cu tipul picurătorului şi presiunea de lucru şi se stabileşte pentru un anumit sol, în funcŃie de textura acestuia. Debitul picurătorului este mai mare pe soluri uşoare şi mai mic pe soluri grele, fiind cuprins în general între 1-8 l/h. 5.3.2.8. DistanŃa între conductele de udare - poate fi cuprinsă între 1,4-3 m la legume precum castraveŃii, tomatele, varză, fasolea şi între 1,6-1,8 m la salată, ridichi, ceapă etc. La pomii fructiferi şi la viŃa de vie, distanŃa între conductele de udare este de obicei egală cu distanŃa între rânduri. 5.3.2.9.Lungimea conductei de udare - are valori în raport cu lungimea parcelei ocupate de cultură şi cu condiŃiile încadrării în prevederile de sarcină admise pe baza criteriului Christiansen (pierderile de presiune nu trebuie să conducă la o depăşire a diferenŃei de 10% între debitele amonte şi aval). Lungimea conductei de udare poate avea valori între 50-200 m (N. Onu, 1992). 5.4. UDAREA PRIN REVĂRSARE Este o metodă folosită pentru udarea păşunilor şi fâneŃelor, pe terenuri în pantă, frământate. Metoda este accesibilă, economică şi nu presupune amenajări costisitoare. Ca variante ale metodei de udare prin revărsare se disting: udarea prin rigole înclinate sau în spic; irigarea prin rigole orizontale; irigarea mixtă prin rigole înclinate şi orizontale (Pleşa I., 1974). Rigolele înclinate se trasează oblic faŃă de linia de cea mai mare pantă, pentru deversarea apei în aval şi pentru o răspândire cât mai uniformă a apei. Rigolele înclinate sunt recomandate pe terenuri cu o pantă cuprinsă între 2 şi 6%. Rigolele orizontale se trasează după direcŃia generală a curbelor de nivel, cu marginea din aval orizontală, pentru ca apa să fie deversată uniform pe toată lungimea rigolei. Se recomandă pe pante cuprinse între 2 şi 10%, iar în cazul unei bune înierbări a terenului, chiar până la 30%. Debitul unei rigole se situează între 0,5-1 l/s. Metoda mixtă, combinată între rigole înclinate şi cele orizontale, poate fi extinsă pe terenuri şi mai frământate, adaptându-se o formă sau alta de rigole, fiecărei situaŃii în parte. BIBLIOGRAFIE SELECTIVĂ 1. 2. 3.
Luca E., Z. Nagy, 1999, Irigarea Culturilor, Ed. Genesis, Cluj-Napoca; Mureşan D. şi colab., 1992, IrigaŃii, desecări şi combaterea eroziunii solului, EDP, Bucureşti; Nagy Z., E. Luca, Irigarea Culturilor, 1994, curs, Tipo Agronomia, Cluj-Napoca.
