Vökvun grænmetisræktunar á sér langa sögu, knúin áfram af þeim veruleika að vatn er takmörkuð auðlind. Áherslan á að hafa rétt magn af vatni fyrir farsælan vöxt plantna heldur áfram að aukast.
Samkvæmt Fairfax, Virginia byggt Áveitufélag, áveita hófst árið 6000 f.Kr. Það hófst á svipuðum tíma í Egyptalandi og Mesópótamíu (nú Írak og Íran), með því að nota vatnið úr flæðandi Níl eða Tígris/Efrat ám. Flóðið, sem átti sér stað frá júlí til desember, var flutt á akra í 40 til 60 daga. Vatninu var síðan tæmt aftur í ána á réttu augnabliki í vaxtarlotunni.
Árið 1800 e.Kr. náði vökvað land um allan heim næstum 20 milljón hektara. Þetta er miðað við áætlaða 600 milljónir hektara í dag.
Möguleikinn á flytjanlegri áveitu úða í ræktunarframleiðslu var viðurkenndur eftir seinni heimsstyrjöldina. Hvatinn var vaxandi framboð á áli. Léttur málmur byrjaði að koma í stað þungra stálröra og festinga úr steypujárni eða stáli.
Mikilvægi áls kemur fram í hagtölum fyrir tímabilið. Tölur bandarískra stjórnvalda sýna að 1.25 milljónir punda af slöngum voru settar upp í Bandaríkjunum árið 1946. Árið 1955 var talan komin upp í 50 milljónir punda.
Það eru fjórar megingerðir áveitu: yfirborð (flóð og furrow); sprinkler; dreypi; og neðanjarðar. Yfirborðsaðferðir missa almennt mest vatn við uppgufun og hafa minnkað vinsældir í nokkra áratugi þar sem skilvirk dreypikerfi koma í staðinn.
Grænmetisheimurinn hefur tekið breytingum í dreypiáveitu á síðustu áratugum.
Dreypiáveita (einnig þekkt sem trickle eða öráveita) gerir kleift að beita vatni og áburði nákvæmlega með því að leyfa vatni að dreypa hægt nálægt rótum plöntunnar í gegnum net ventla, röra, röra og útblástursgjafa. Plastræktun er sameinuð notkun á dropaáveitu, pólýetýleni og upphækkuðum beðum. Mesta framleiðni og snemmni er hægt að ná í grænmetisframleiðslu með því að sameina plastrækt og notkun ígræðslu, að sögn sérfræðinga iðnaðarins.
„Flestir grænmetisræktendur sem ég umgengst hafa einhvers konar áveitu,“ sagði Ron Goldy, eldri framhaldskennari við Michigan State University.
Goldy átti frumkvæði að og rekur Suðvestur Michigan áveitukerfi, borgað fyrir þjónustu rakaeftirlitskerfi jarðvegs sem veitir ræktendum vikulega lestur og ráðleggingar um áveitu.
„Það fer eftir uppskerunni, flest hefur farið að dreypa,“ sagði Goldy. „Sum ræktun er ekki til þess fallin að dreypa, eins og maís, gulrætur, sellerí, laukur, baunir, kartöflur, súrum gúrkum, ertum og öðrum sem eru gróðursettar í miklum þéttleika.
Aðrir kostir sem dreypikerfi bjóða upp á, samkvæmt Goldy, eru:
- Dreypiáveitur nota einnig dreypilínurnar til að frjóvga
- Þrýstijafnandi borði hefur leyft notkun á dropi á hæðóttum stöðum
- Drip er miklu betra þegar kemur að matvælaöryggi
- Drip veitir skilvirkari notkun vatns og næringarefna
- Dreypi getur unnið úr lægri þrýstingi og rúmmáli og er því betra fyrir þá sem eru með litla brunnafköst
- Drip lágmarkar sjúkdómsþrýsting með því að bleyta ekki laufblöðin og ávextina
- Ræktendur geta vökvað með dreypi og haldið áfram annarri starfsemi á vettvangi
- Drip er auðveldara að gera sjálfvirkan
„Áveita er ein besta leiðin til að draga úr áhættu í dýrmætri ræktun, jafnvel í miklu vatni eins og Michigan,“ sagði Goldy. „Ég myndi hvetja alla sem rækta dýrmætt grænmeti til að vökva á einhvern hátt, helst með dreypi.
Könnun á áveituaðferðum í Kaliforníu af American Society of Civil Engineers safnað upplýsingum um aðferðir ræktenda við að vökva ræktun sína árið 2010. Niðurstöðurnar voru bornar saman við fyrri kannanir til að meta þróun.
Samkvæmt niðurstöðum jókst gróðursett svæði frá 1972 til 2010 úr 15 í 30 prósent fyrir aldingarð og úr 6 í 15 prósent fyrir víngarða. Svæðið sem gróðursett er með grænmeti hefur haldist tiltölulega kyrrstætt, en það sem gróðursett er til akurræktar hefur minnkað úr 67 í 41 prósent af vökvuðu svæði. Landið sem vökvað er með litlu magni (dropa og örúða) hefur aukist um u.þ.b. 38 prósent, en magn lands sem vökvað er með yfirborðsaðferðum minnkaði um u.þ.b. 37 prósent.
Samkvæmt USDA, þrátt fyrir vonir um vatnsrennsli frá El Niño, standa bændur í Kaliforníu frammi fyrir öðru þurrkaári árið 2016. Jafnvel eftir fjögur ár af verstu þurrkum sem sögur fara af, var landbúnaðarframleiðsla í Kaliforníu met 54 milljarðar dala árið 2015, sem samsvarar meira en helmingi af ferskvara. Grunnvatn hefur hjálpað til við að bæta upp úrkomuleysi í Kaliforníu en ekki er hægt að halda áfram með yfirdrátt í grunnvatni endalaust.
Kaliforníubændur hafa brugðist við þurrkunum með því að leggja land í eyði; skipta yfir í ræktun sem gefur hærra gildi á hverja vatnseiningu; og skipta um áveitutækni. Næstum allt ræktunarland í Kaliforníu er vökvað, þannig að áframhaldandi umbætur í áveituhagkvæmni eru lykillinn að því að standast þurrka.
Framleiðsla, hagkvæmni
David Zoldoske, forstjóri Miðstöð áveitutækni (CIT) við California State University, Fresno, hefur unnið með ræktendum að áveitumálum í 35 ár.
CIT var stofnað árið 1980, í kjölfar einna verstu þurrka í sögu Kaliforníu (áður en núverandi) á árunum 1976-77.
Zoldoske sagði að ríkislöggjafinn væri staðráðinn í að gera meira til að betrumbæta áveituaðferðir í Kaliforníu, rétt eins og dreypiáveitunotkun væri að koma til sögunnar. Miðstöðin hefur þróað prófunarstofuvinnu sína ásamt þróun áveituvara.
„Við höfum nokkurn veginn verið leiðandi í prófunum á áveitubúnaði undanfarin 35 ár,“ sagði hann.
„Við vinnum með dreypiefni, dreypiband fyrir grænmetisræktun og við gerum líka mikið af vettvangsrannsóknum og þjálfun til að taka það sem við lærum og deila því með ræktendum,“ sagði hann. „Við höfum vaxið að því marki að við erum nú í raun að efla nýsköpun með áveitufyrirtækjum og vörum.
Zoldoske rifjar upp dagana fyrir dreypitækni þegar „allir hlutir voru vökvaðir með sprinklerum. Grænmeti var lengi ræktað með sprinklerum. Nákvæmni landbúnaður breytti þessu öllu.“
Hann sagði að fyrstu áskoranir með því að nota dreypi fela í sér að reikna út dýpt virkni þess og hversu lengi á að láta kerfið vera í gangi. Einnig kom fyrir að vinna með stærð hola í útblásturstækjum og koma í veg fyrir að skordýraeitur skemmi dreypibandið.
„Tæknin gerði okkur kleift að bæta framleiðslu okkar og skilvirkni verulega með því að nota dreypiband í grænmetisframleiðslu,“ sagði Zoldoske.
Hann tók eftir tregðu hjá ræktendum sem voru ánægðir með áveitu í sprinkler, áður en þeir skildu hvernig ætti að vinna í kringum plastið til gróðursetningar og uppskeru.
„Með dreypi getum við virkilega stjórnað vatni og áburði almennt,“ sagði hann. „Það er góður skilningur á stjórnun dýptar, notkun betri plasts og útblásturs til að fá réttan flæðihraða og bil til að ná fram bættri síun.
Hann sagði notkun dróna til fjarkönnunar gefa betri sýn á virkni áveitu á sviði.
„Við getum greint leka bletti, plöntur undir streitu og greint snemma hvar við gætum átt í vandræðum með áveitu, frjósemi, jarðveg og pöddur. Það getur hjálpað til við að leiðrétta vandamál á vaxtarskeiðinu og gefa þér þessar upplýsingar snemma.
Strax fyrir nokkrum árum tók Zoldoske þátt í starfi sem notaði skynjara til að fylgjast með gróðurvísitölu stórra melónaakra.
„Í viku eða 10 dögum gætirðu skoðað hin mismunandi svæði á akrinum með smá sannleika og farið út og metið afrakstur og stærð vörunnar. Þetta hjálpaði markaðsfólkinu að forselja akurinn áður en hann var tekinn. Sumar af þessum upplýsingum sem hægt er að veita vissum við fyrir 15 til 20 árum síðan.
Notkun nýrrar tækni „hefur verið þróunarferli,“ sagði hann. „Bara af því að ein manneskja er að gera það þýðir það ekki að það sé aðlagað víða. Við erum farin að sjá ræktendur sprauta lofti inn í droplínurnar og það hjálpar til við vatnsloftun í rótarsvæðinu sem leiðir til aukinnar uppskeru. Við höfum séð aukningu um 15 prósent á söluhæfum melónum á síðustu fimm árum.“
Zoldoske sagði að ræktendur noti fleiri stjórnunaraðferðir án vinnslu eða lágmarksvinnslu, „þannig að jarðvegurinn er ekki unninn eins mikið. Það mun hafa ávinning bæði í kostnaði og áherslu á heilsu jarðvegs. Fólk er að borga meiri eftirtekt til að tryggja að jarðvegurinn sé eins heilbrigður og mögulegt er. Sumir eru að rækta grænmeti með meiri seltu í, sem veldur því að hluti af þeirri jörð færist frá jarðvegsnæmri ræktun.“
Hann sagði að skortur á vinnuafli haldi áfram að vera vandamál, sérstaklega þar sem hæfara vinnuafl þarf til að skilja og stjórna nýjustu tæknitækjunum.
„Þú þarft færra en hæfara vinnuafl með dreypiáveitu en með úðara,“ sagði hann. „Þú varst vanur að handfæra úðara. Nú liggja fyrir frekari upplýsingar. Öll þráðlaus samskipti hafa verið stór plús. Það gefur þér upplýsingar um áveituþrýsting og flæði, rakastöðu jarðvegs, ásamt vind- og vatnsmælingum.
„Ræktendur í dag hafa miklu meiri gögn innan seilingar til að taka ákvarðanir. Framvegis munum við sjá miklu fleiri gögnum safnast reglulega af vellinum, keyrt í gegnum iPhone eða eitthvað.“
Hagnýt nálgun Drip
John Nye, forseti og meðstofnandi St. Joseph, Michigan-undirstaða Trickl-eez, hefur tekið þátt í áveitustarfsemi í meira en 40 ár. Hann hefur unnið með ræktandanum Jim Demski, einum af fyrstu ræktendum í suðvestur Michigan til að nota dreypi.
„Þeir voru að rækta tómata í langan tíma með áveitu úða ofan á þeim,“ sagði Nye. „Það sem myndi gerast er að þeir myndu hafa ákveðið magn af örum á sér. Hann hafði ræktað tómata lengi – 15 ár eða lengur. Hann var bara að velta dollurum og græddi ekki. Hann var spenntur fyrir horfum á upphækkuðum beðum, filmu, dropaplasti, fóðrun vatns og næringarefna í það kerfi. Það var stórt skref að gera þetta allt í einu. Það var í rauninni besta leiðin til þess.
„Ég vann á nokkrum sviðum. Framleiðsla hans þar sem hann var á sléttu landi, var að fá um 700 kassa af tómötum nr. 1 á hektarann. Þegar hann breytti í upphækkað rúm, með filmu, fór uppskeran í 1,500 bushel á ekrunni. Hann meira en tvöfaldaði afraksturinn og gæðin jukust mikið. Hann gat ekki fylgst með skipunum. Aðrir ræktendur á svæðinu sáu það og vildu nýta það.
„(Drip) er hagnýt fyrir papriku, eggaldin og ýmsa aðra grænmetisræktun,“ sagði hann. „Nú eru allir í grænmetisiðnaðinum að nota tæknina nema í mold. Með uppskeru á tómötum sem eru yfir 2,000 kassar á hektara, þetta er frekar spennandi saga.“
Dreypinotkun hefur verið studd af betri gæðum slöngunnar og að vita meira um næringarefnafóðrun, sagði Nye.
„Þetta hefur verið smá þróun – spennandi. Allir í greininni hafa farið í það og aldrei farið aftur, þegar þeir sjá hversu gott það getur verið.
Nye sagði að það væri nokkur viðnám ræktanda við uppsetningu dreypi snemma.
„Þetta virtist vera mikill kostnaður - mikið að breyta til. Fyrir þá sem reyndu voru verðlaunin til staðar og allur iðnaðurinn hefur fallið í takt. Það er töluverð fjárfesting í kostnaði við að gera þetta. Framleiðslan og gæðin eru svo miklu meiri, með lægri kostnaði á hverja einingu á endanum.“
Hann sagði að endurbætur á slöngum hafi gert það „svo áreiðanlegt að það er ólíklegt að stinga í samband. Það virkar eins og við viljum að þeir virki. Það er nokkuð öruggt ef ræktendur setja rétta síun í og fylgja því sem við vitum hvernig á að gera. Það hefur verið lagfært og endurbætt. Nú er kerfið svo áreiðanlegt og svo mikið notað að nýr ræktandi getur byrjað strax í og getur auðveldlega skilið og þróað (kerfi) og notað það sjálfur. Þetta hefur verið algjör þróun."
Með nýrri kerfum kveikja og slökkva ræktendur á dælunum með farsímum og geta fylgst með því hvað flæði og áburðarsprautun gerir.
„Tæknin í dag getur fylgst með því hvort rigningarstormur kemur upp og hægt er að nota símann til að slökkva á kerfinu - og þú getur gert það langt í burtu,“ sagði Nye.
Nye sagði að næsta mikilvæga þróunin verði útbreiddar endurvinnsluaðferðir til að „endurnýta efnin sem við erum að draga út og endurvinna þau.
Saga hagnaðar
Phil DeMarco frá Hammonton, New Jersey, fyrrverandi stjórnarmaður í áveitusamtökunum sem hefur tekið þátt í áveituvinnu í sjö áratugi, fæddist og ólst upp á sveitabæ í suðurhluta New Jersey. Hann fylgdist snemma með notkun færanlegra, handfærðra áveituaðferða á grænmetisbúi föður síns sem tók við sér á fjórða áratugnum.
„Þeir voru venjulega heimatilbúnir útbúnaður,“ sagði DeMarco. „Versmiðjusmíðaðar dælur byrjuðu á þessu svæði í kringum seinni heimsstyrjöldina. Vatnsvindakerfi voru fyrst notuð um það bil seint á áttunda áratugnum. Þegar ég dreifði áveitubúnaði árið 1970 voru nokkrar færanlegar einingar, en við vorum aðallega að smíða okkar eigin hágæða dísildælur og selja þær með neðanjarðar PVC. Grænmetissvæði í Vineland, New Jersey, notar enn eitthvað handfært ál. Það er eina svæðið sem þú sérð enn nokkur smábýli með 1975 til 8 hektara að nota það.
„Drip hefur tekið yfir grænmetissvæðið,“ sagði hann. „Það sparar vinnu, er hagkvæmt, það er engin sóun á vatni og þú ert bara að nota vatnið á afmörkuðu svæði. Þú ert líka að setja það undir, ásamt plöntunni undir plast. Þeir eru að rækta tómata, grænmeti og allt. Sætt maís er meira að segja með smá dreypi – en það er ört vaxandi uppskera.“
„Það er sparnaður að sjást með því að setja dreypiáveitu og þú ert ekki að sinna vélum og pípum. Það er ekkert að gera nema að ræsa dælu eða opna ventil. Það hefur skipt miklu máli. Um leið og (ræktendur) sáu eitthvað koma upp götuna, eitthvað nýtt, stukku þeir á það.“
Hann sagði að suðurhluta New Jersey búi ekki við vatnsframboðsvandamál sem sést hefur á öðrum svæðum landsins.
- Gary Pullano, aðstoðarritstjóri