Vanning av grønnsaksvekster har en lang historie, drevet av realiteten at vann er en begrenset ressurs. Vektleggingen av å ha riktig mengde vann for vellykket plantevekst fortsetter å øke.
Ifølge Fairfax, Virginia-basert Vanningsforeningen, begynte vanning i 6000 f.Kr. Det begynte omtrent på samme tid i Egypt og Mesopotamia (dagens Irak og Iran), ved å bruke vannet fra de oversvømmende elvene Nilen eller Tigris/Eufrat. Flomvannet, som skjedde fra juli til desember, ble omdirigert til felt i 40 til 60 dager. Vannet ble deretter tappet tilbake i elven i riktig øyeblikk i vekstsyklusen.
I 1800 e.Kr. nådde vannet land over hele verden nesten 20 millioner dekar. Dette kan sammenlignes med anslagsvis 600 millioner dekar i dag.
Potensialet til bærbar sprinklervanning i avlingsproduksjon ble anerkjent etter andre verdenskrig. Katalysatoren var den økende tilgjengeligheten av aluminium. Lettmetallet begynte å erstatte tunge stålrør og beslag laget av støpejern eller stål.
Betydningen av aluminium er tydelig i statistikken for perioden. Tall fra amerikanske myndigheter viser at 1.25 millioner pund med rør ble installert i USA i 1946. I 1955 hadde tallet steget til 50 millioner pund.
Det er fire hovedtyper av vanning: overflate (flom og fure); sprinkleranlegg; dryppe; og undergrunnen. Overflatemetoder mister generelt mest vann på grunn av fordampning, og har vært synkende i popularitet i flere tiår ettersom effektive dryppsystemer tar deres plass.
Grønnsaksverdenen har sett et skifte til dryppvanning de siste tiårene.
Dryppvanning (også kjent som vedlikeholdslading eller mikrovanning) muliggjør en nøyaktig kontrollert tilførsel av vann og gjødsel ved å la vannet dryppe sakte nær plantens røtter gjennom et nettverk av ventiler, rør, slanger og emittere. Plastikultur er kombinert bruk av dryppvanning, polyetylen mulch og høybed. Størst produktivitet og tidlighet kan oppnås i grønnsaksproduksjon ved å kombinere plastkultur med bruk av transplantasjoner, ifølge bransjeeksperter.
"De fleste grønnsaksdyrkere jeg har å gjøre med har en form for vanning," sa Ron Goldy, senior utvidelsespedagog ved Michigan State University.
Goldy initierte og driver Southwest Michigan Irrigation Network, et betal-for-tjeneste-overvåkingsprogram for jordfuktighet som gir dyrkere ukentlige avlesninger og råd om bruk av vanning.
"Avhengig av avlingen har det meste gått til drypp," sa Goldy. "Noen avlinger egner seg ikke til drypp, for eksempel mais, gulrøtter, selleri, løk, bønner, poteter, pickles, erter og andre som er plantet i høy tetthet."
Andre fordeler som tilbys av dryppsystemer, ifølge Goldy, inkluderer:
- Dryppvannsmaskiner bruker også dryppslangene til å gjødsle
- Trykkkompenserende tape har tillatt bruk av drypp på kuperte områder
- Drypp er mye bedre når det kommer til mattrygghet
- Drypp gir mer effektiv bruk av vann og næringsstoffer
- Drypp kan virke av lavere trykk og volum, og er derfor bedre for de med lav brønneffekt
- Drypp minimerer sykdomspresset ved å ikke fukte bladene og frukten
- Dyrkere kan vanne med drypp og fortsatt drive med andre feltaktiviteter
- Drip er lettere å automatisere
"Vanning er en av de beste måtene å redusere risikoen i avlinger med høy verdi, selv i høyvannstilstander som Michigan," sa Goldy. "Jeg vil oppfordre alle dyrkere av høyverdigrønnsaker til å vanne på en eller annen måte, helst med drypp."
En undersøkelse av vanningsmetoder i California av American Society of Civil Engineers samlet informasjon om metodene dyrkere brukte for å vanne avlingene sine i 2010. Resultatene ble sammenlignet med tidligere undersøkelser for å vurdere trender.
I følge funnene økte plantearealet fra 1972 til 2010 fra 15 til 30 prosent for frukthager og fra 6 til 15 prosent for vingårder. Området beplantet med grønnsaker har holdt seg relativt statisk, mens det som er plantet til åkeravlinger har gått ned fra 67 til 41 prosent av det vanningsarealet. Landet som vannes med lite volum (drypp og mikrosprinkler) har økt med omtrent 38 prosent, mens mengden land som vannes med overflatemetoder har gått ned med omtrent 37 prosent.
Ifølge USDA, til tross for forhåpninger om en gjennomskylling fra El Niño, står bønder i California overfor nok et tørkeår i 2016. Selv etter fire år med den verste tørken som er registrert, var gårdsproduksjonen i California rekordhøye 54 milliarder dollar i 2015, og utgjorde mer enn halvparten av landets ferske råvarer. Grunnvann har bidratt til å kompensere for Californias mangel på nedbør, men grunnvannsovertrekk kan ikke fortsette på ubestemt tid.
Bønder i California har reagert på tørken ved å legge land; bytte til avlinger som gir høyere verdi per vannenhet; og bytte vanningsteknologi. Nesten all california avlingsland er vannet, så fortsatte forbedringer i vanningseffektivitet er nøkkelen til å tåle tørke.
Produksjon, effektivitet
David Zoldoske, direktør for Senter for irrigasjonsteknologi (CIT) ved California State University, Fresno, har jobbet med dyrkere om vanningsspørsmål i 35 år.
CIT ble etablert i 1980, etter en av de verste tørkene i Californias historie (før den nåværende) i 1976-77.
Zoldoske sa at statens lovgiver var fast bestemt på å gjøre mer for å forbedre vanningspraksisen i California, akkurat som dryppvanningsbruken kom til sin rett. Senteret har utviklet sitt testlaboratoriearbeid sammen med utviklingen av vanningsprodukter.
"Vi har på en måte ledet an i testing av vanningsutstyr de siste 35 årene," sa han.
"Vi jobber med dryppemittere, drypptape for grønnsaksdyrking, og vi gjør også mye feltforskning og opplæring for å ta det vi lærer og dele det med dyrkere," sa han. "Vi har vokst til det punktet at vi nå faktisk fremmer innovasjon med vanningsselskaper og -produkter."
Zoldoske husker dagene før dryppteknologien da «alle ting ble vannet med sprinkleranlegg. Grønnsaker ble dyrket lenge med sprinkleranlegg. Presisjonslandbruk endret alt dette.»
Han sa at de første utfordringene ved bruk av drypp inkluderer å finne ut hvor mye effektiviteten er og hvor lenge systemet skal gå. Arbeid med størrelsen på hull i emittere og hindre insektmidler fra å skade drypptapen ble også møtt.
"Teknologien tillot oss å forbedre produksjonen og effektiviteten vår betydelig ved bruk av drypptape i grønnsaksproduksjon," sa Zoldoske.
Han la merke til motvilje hos dyrkere som var komfortable med sprinklervanning, før de forsto hvordan de skulle omgå plasten for plante- og høstingsbehov.
"Med drypp kan vi virkelig håndtere tilført vann og gjødsel generelt," sa han. "Det er en god forståelse av håndtering av dybde, bruk av bedre plast og emittere for å få riktig strømningshastighet og avstand for å oppnå forbedret filtrering."
Han sa at bruken av droner for fjernmåling gir en bedre oversikt over effektiviteten av vanning i feltet.
"Vi kan identifisere lekkasjeflekker, planter under stress og tidlig identifisere hvor vi kan ha problemer med vanning, fruktbarhet, jord og insekter. Det kan bidra til å rette opp problemer i vekstsesongen og gi deg den informasjonen tidlig.»
Allerede for flere år siden var Zoldoske involvert i arbeid som brukte sensorer for å overvåke den vegetative indeksen til store felt med meloner.
"En uke eller 10 dager ut, kan du se på de forskjellige områdene i feltet med noen grunnleggende sannhet og gå ut og estimere utbyttet og størrelsen på produktet. Dette hjalp markedsføringsfolkene med å forhåndsselge åkeren før den ble høstet. Noe av denne informasjonen som kan gis visste vi for 15 til 20 år siden.»
Bruk av ny teknologi "har vært en evolusjonsprosess," sa han. "Bare fordi en person gjør det, betyr det ikke at det er allment tilpasset. Vi begynner å se dyrkere som injiserer luft i drypplinjene, og det hjelper med vannlufting i rotsonen som fører til økt avling. Vi har sett en økning på 15 prosent i salgbare meloner de siste fem årene.»
Zoldoske sa at dyrkere bruker mer håndteringspraksis for ingen eller minimum-jordbruk, "så jorda blir ikke opparbeidet så mye. Det vil ha fordeler både i kostnadene og vektleggingen av jordhelse. Folk er mer oppmerksomme på å sikre at jorden er så sunn som mulig. Noen dyrker grønnsaker med mer saltholdighet, noe som får noe av jorda til å flytte seg bort fra jordsensitive avlinger.»
Han sa at mangel på arbeidskraft fortsetter å være et problem, spesielt med mer dyktig arbeidskraft som trengs for å forstå og betjene de nyeste teknologiske verktøyene.
"Du trenger mindre, men mer dyktig arbeidskraft med dryppvanning enn med sprinklere," sa han. «Du pleide å håndflytte sprinklere rundt. Nå er det mer informasjon. Hele den trådløse kommunikasjonen har vært et stort pluss. Den gir deg informasjon om vanningstrykk og -strømmer, jordfuktighetsstatus, sammen med vind- og vannavlesninger.
«Dyrkere i dag har mye mer data tilgjengelig for å ta avgjørelser. Fremover kommer vi til å se at mye mer data blir samlet inn fra feltet på jevnlig basis, drevet gjennom en iPhone eller noe.»
Drips praktiske tilnærming
John Nye, president og medgründer av St. Joseph, Michigan-baserte Trick-eez, har vært involvert i vanningsvirksomheten i mer enn 40 år. Han har jobbet med dyrker Jim Demski, en av de første dyrkerne i sørvest i Michigan som brukte drypp.
"De dyrket tomater i lang tid med sprinklervanning over toppen av dem," sa Nye. "Det som ville skje er at de ville ha en viss mengde arr på seg. Han hadde dyrket tomater lenge – 15 år eller mer. Han tjente bare dollar, tjente ikke penger. Han var spent på utsiktene til høybed, film, dryppplast, tilførsel av vann og næringsstoffer i systemet. Det var et stort skritt å gjøre alt på en gang. Det var faktisk den beste måten å gjøre det på.
«Jeg jobbet på flere felt. Produksjonen hans var på flat mark, og han fikk rundt 700 bokser med nr. 1 tomater til dekaret. Da han konverterte til høybed ved hjelp av film, gikk utbyttet til 1,500 skjepper til dekaret. Han mer enn doblet utbyttet og kvaliteten økte mye. Han klarte ikke å holde tritt med ordrene. Andre dyrkere i området så det og ønsket å utnytte det.
"(Drypp) er praktisk for paprika, aubergine og forskjellige andre grønnsaksvekster," sa han. "Nå bruker alle i grønnsaksindustrien, bortsett fra i møkkjord, teknologien. Med avlinger på tomater på over 2,000 bokser en dekar, er det en ganske spennende historie.»
Dryppbruk har blitt hjulpet av bedre kvalitet på slanger og å vite mer om næringsfôring, sa Nye.
«Det har vært litt av en utvikling – en spennende en. Alle i bransjen har gått til det og aldri gått tilbake, når de først ser hvor bra det kan bli.»
Nye sa at det var en viss motstand mot dryppinstallasjon tidlig.
"Det virket som mye utgifter - mye å endre over. For de som prøvde det, var belønningen der og hele bransjen har falt i kø. Det er en ganske kostnadsinvestering å gjøre dette. Produksjonen og kvaliteten er så mye høyere, med lavere kostnader per enhet til slutt."
Han sa at forbedringer i slangen har gjort den "så pålitelig at det er usannsynlig at den kobles til. Det fungerer slik vi vil at de skal. Det er ganske sikkert om dyrkerne setter inn riktig filtrering og følger det vi vet hvordan vi skal gjøre. Den har blitt finjustert og forbedret. Nå er systemet så pålitelig og så mye brukt at en ny dyrker kan starte rett i og enkelt forstå og utvikle (et system) og bruke det selv. Det har vært en reell utvikling."
Med de nyere systemene slår dyrkerne pumpene av og på med mobiltelefoner, og kan følge med på hva flyten og gjødselinjeksjonene gjør.
"Dagens teknologi kan overvåke om en regnstorm kommer og telefonen kan brukes til å slå av systemet - og du kan gjøre det på lang avstand," sa Nye.
Nye sa at den neste betydelige utviklingen vil være utbredt resirkuleringspraksis for å "gjenbruke materialene vi trekker ut og resirkulere dem."
En historie med gevinster
Phil DeMarco fra Hammonton, New Jersey, et tidligere styremedlem i Irrigation Association som har vært involvert i vanningsarbeid i syv tiår, ble født og oppvokst på en gård i det sørlige New Jersey. Han observerte den tidlige bruken av bærbare, håndflyttede vanningsmetoder av aluminium på farens grønnsaksgård som tok tak på 1940-tallet.
"De var vanligvis hjemmelagde rigger," sa DeMarco. "Fabrikkbygde pumper startet i dette området rundt andre verdenskrig. Vannvinsj-type systemer ble først brukt på slutten av 1970-tallet. Da jeg distribuerte vanningsutstyr i 1975, var det noen bærbare enheter, men vi bygde stort sett våre egne high-end dieselpumper og solgte dem med underjordisk PVC. Et grønnsaksområde i Vineland, New Jersey, bruker fortsatt noe håndflyttet aluminium. Det er det eneste området du fortsatt ser noen små gårder med 8 til 10 dekar som bruker det.
"Drypp har tatt over grønnsaksområdet," sa han. «Det sparer arbeidskraft, er økonomisk, det er ikke sløsing med vann, og du bruker bare vannet i et angitt område. Du legger den også under, sammen med planten under plast. De dyrker tomater, grønt og alt. Sukkermais bruker til og med litt drypp – men det er en raskt voksende avling.»
«Det er besparelser som sees ved å sette i dryppvanning, og du pleier ikke maskiner og rør. Den gjør ingenting annet enn å starte en pumpe eller åpne en ventil. Det har gjort en stor forskjell. Så snart (dyrkere) så noe komme opp gaten, noe nytt, hoppet de på det.»
Han sa at sørlige New Jersey ikke har problemer med vanntilgjengelighet som er sett i andre områder av landet.
- Gary Pullano, assisterende redaktør