Pokusni pametni (smart system) sustav za navodnjavanje

Izvještaj o provedenom postupku nabave i postavljenom pametnom sustavu za navodnjavanje

1. Opis i cilj projekta pokusnog polja navodnjavanja

Fakultet agrobiotehničkih znanosti Osijek (Fakultet) konstanto razvija svoje Pokušalište te povećava udio provođenja istraživanja u svrhu transfera tehnologija i znanja prema krajnjim korisnicima u cilju unapređenja poljoprivredne proizvodnje u uvjetima klimatskih promjena i očuvanja životne sredine.

S tim u vezi, Fakultet je zahvaljujući dodijeljenim sredstvima u okviru ugovorenog projekta tijekom 2024. godine postavio moderan pametni (smart system) sustav za navodnjavanje na površini od 1 ha na k.č. 1312/1 (K.O. Tenja). Sam sustav za navodnjavanje je podijeljen na 10 parcelica od 1000 m² u svrhu provođenja znanstvenih istraživanja i kasnijeg transfera znanja. U nastavku slijedi opis pokusnog polja i sustava za navodnjavanje te lokacije ulaganja i njenih svojstava.

1.1 Podatci o Pokušalištu Tenja Fakulteta agrobiotehničkih znanosti Osijek – tlo, voda, mehanizacija, vrste koje će se navodnjavati, kapacitet postojeće pumpe, sigurnost – lokacija sustava za navodnjavanje

• Analiza tla (k.o. Tenja; k.č. 1312/1)
  • • pH = 7,30 (KCl)
    • organska tvar = 2,69 % (umjereno)
    • CaCO3 = 4,20 %
    • Tekstura = ilovasto tlo
    • Vrsta tla: eutrični kambisol
    • P2O5 (AL metoda) = 22,05 mg/100 g tla (dobro opskrbljeno)
    • K2O (AL metoda) = 34,25 mg/100 g tla (bogato opskrbljeno)
• Dostupnost i analiza vode
  • • Pokušalište Tenja raspolaže s dubokim bunarom kao izvorom vode (dubina bunara preko 50 metara)
    • Voda je izvrsne kvalitete i dobra je za izravnu ljudsku upotrebu
• Raspon kotača traktora – važno zbog međurednog razmaka
  • • John Deere 5100R = od centra do centra 153 cm (ukupno 183 cm). Fakultet posjeduje 2 međuredna kultivatora (50 cm i 70 cm međurednog razmaka)
    • New Holland T4.100F = stražnji kotači: od sredine do sredine 115 cm (ukupno 152 cm); prednji kotači: od sredine do sredine 127 cm (ukupno 152 cm)
    • Sustav za navodnjavanje je dizajniran tako da međuredni razmak bude 70 cm
• Maksimalna dnevna potrošnja vode po vrstama koje će se navodnjavati – primjeri s kulturama velikih zahtjeva (povrće)
  • • Rajčica, paprika i krastavac trebaju do cca 8 l/m² dnevno (cvatnja i dozrijevanje) ovisno o sorti i vegetacijskoj sezoni
    • Kupus i cvjetača te druge vrste povrća iz porodice Brassicaceae trebaju cca do 500 mm vode za cijelu vegetaciju (dužina vegetacije oko 100 dana)
    • Grah i češnjak trebaju još manje vode u odnosu na kupus, ali se u obzir može uzeti ista potrošnja kao prethodno
• Sati crpljenja tj. rada dubinske pumpe koja je ugrađena u postojeći bunar
  • • Kapacitet pumpe – 5000 litara/satu
    • Tijekom proljeća se može računati na 8-9 sati crpljenja (sunčano i vedro)
    • Tijekom ljeta se može računati na 10 – 12 sati crpljenja (sunčano i vedro)
    • Pumpa radi pomoću solarnih panela te nije funkcionalna tijekom noći, kasno predvečer i u ranim jutarnjim satima
• Sigurnost i nadzor
  • • Lokacija sustava za navodnjavanje je pod videonadzorom
    • Lokacija sustava za navodnjavanje je ograđena tijekom 2023. godine

1.2. Dizajn sustava za navodnjavanje na Pokušalištu Tenja

Lokacija navodnjavanja - Google mapa: https://maps.app.goo.gl/dqJ5cEk2sPcJuSch6  (Slika 1)

• Sustav treba biti dizajniran u cilju namjene znanstvenih istraživanja i to na slijedeći način:
  • • Veličina pokusnog polja – ukupno 1 ha
    • Oblik pokusnog polja i dimenzija (100 m x 100 m)
    • Na pokusnom polju je ukupno 10 manjih pokusnih parcela veličine 20 m x 50 m tj. površine 1000 m² gdje sustav može raditi odvojeno i neovisno, a s obzirom na kapacitet pumpe – smjer parcelica po dužini je u smjeru SI – JZ kao i plastenik koji je vidljiv na satelitskoj snimci na slici 1.
    • Sva pokusna polja su opskrbljena sustavom za kapanje i sustavom za raspršivanje (drip irigacija i sprinkler irigacija)
    • Sustav kap po kap za nasad poljoprivrednih kultura od 1 ha treba je dizajniran za rad u smjenama zbog relativno malog protoka pumpe od 5 m3/h, a isto vrijedi za sustav raspršivača ukoliko nema mogućnosti istovremenog rada
    • Sustav ima ugrađen dozator i automatiku
• Značajke raspršivača:
  • • Dva jednaka mlaza vode osiguravaju raspršivaču izbalansiran rad bez pomicanja
    • Zatvorena kompaktna struktura, nemogućnost prodiranja nečistoća i insekata u mehanizam u fazi kada raspršivač ne radi
    • Uniformnost rasprskavanja pri svim protocima
    • Može biti montiran trajno ili pomično
    • Izrađen od UV stabilnih materijala otpornih na kemijske tvari
    • “Pop up” nerotirajući sustav otvaranja raspršivača
    • Svaki raspršivač treba imati individualni filter
• Značajke sustava kap po kap (drip sustav):
  • • Trajna crijeva s integriranim samokompenzirajućim kapaljkama
    • Protok kapaljki je minimalno 1.0 l/h, a razmak između kapaljki treba biti maksimalno 0,3 m
    • Osim samokompenzirajućeg učinka, kapaljke imaju ugrađene mehanizme kao što su filtracijska površina tj. filter, mehanizam protiv začepljivanja i mehanizam koji maksimalno ubrzava protok vode unutar same kapaljke što osigurava maksimalnu preciznost i otpornost
• Glava sustava – nalazi se na početku sustava i treba osigurati čistoću vode (filtracija), stalan tlak s kontrolom i zaštitu sustava.
• Elektromagnetski ventili – regulacija tlaka u sustavu; pogodni za sve tipove vode; vodootporni s regulatorom tlaka; ručno podešavanje; otporni na kemikalije
• Dozator - ravnomjerno ubrizgava tekuće gnojivo u sustav navodnjavanja; samodostatan (pokretan energijom protoka vode); posjeduje regulator za količinu gnojiva, otporan na kemikalije; optimalno miješanje vode i gnojiva; otporan na UV zračenje tj. UV stabilan
• Automatika – podešavanje vremena i količine navodnjavanja; kontrola minimalno 6 fertilizacijskih pumpi / dozatora; EC i pH kontrola; sustav upozorenja (alarm); spojivo na PC; opcija opskrbe s električnom energijom na više načina; otpornog i trajnog dizajna

Slika 1. Pozicija sustava za navodnjavanje (žuto polje – 100 x 100 m)

1.3. Ishod projekta i transfer tehnologije

Opisani sustav za navodnjavanje će osigurati provođenje mikro i makro pokusa s obzirom na dizajn samog sustava. Deset pokusnih parcelica će omogućiti dovoljan broj varijanata u budućim znanstvenim pokusima i istraživanjima. Također, u pojedinoj godini će biti moguće provoditi i veći broj pokusa na više različitih biljnih vrsta koje preferiraju navodnjavanje kapanjem ili zalijevanjem (rasprskivanjem) s obzirom da će na svim pokusnim parcelama biti moguće primijeniti i jedan i drugi način navodnjavanja što je vrlo važno za funkcionalnost sustava koji služi u znanstveno-istraživačke svrhe. Nadalje, sustav je opremljen automatikom i senzorima vlažnosti tla koji će raditi u sprezi te na taj način omogućiti precizno doziranje i kontrolu potrošnje vode te nadzor sadržaja vlage u tlu. Opisani smart sustav navodnjavanja će imati mogućnost daljinskog nadzora te skidanja potrebnih podataka što je ključno za kasniju obradu podataka i donošenje zaključaka te publikaciju rezultata.

Na kraju, rezultati dobiveni ovakvim istraživanjima će biti transferirani ka široj javnosti (proizvođači, studenti, stručnjaci, znanstvenici)  putem radionica, publikacija i demonstracijskih aktivnosti.

Sustav je isporučen i postavljen tijekom kolovoza 2024. godine te  prilažemo i fotografije postavljenog sustava (Slika 2). Prva znanstvena istraživanja na pokusnom polju će biti postavljena u proljeće 2025. godine, a ove godine je na jedno pokusno polje od 1000 m² posađen češnjak, mak i divizma u cilju umnožavanja istih te promocije njihove proizvodnje.

Slika 2. Postavljanje sustava za navodnjavanje (uz testiranje prohoda kultivatora) i sadnja češnjaka