Merkezi pivot sulama - Center pivot irrigation

Kansas'taki merkezi pivot sulamanın özelliği olan dairesel alanların uydu görüntüsü.
Dairesel pivot sulamalı tarım arazisi


Su çarkı ve daire sulama olarak da adlandırılan merkezi pivot sulama (bazen merkezi pivot sulama olarak da adlandırılır), ekipmanın bir pivot etrafında döndüğü ve mahsullerin fıskiyelerle sulandığı bir mahsul sulama yöntemidir . Bir dairesel eksen üzerinde merkezlenmiş genelde, (bazen şu şekilde ifade yukarıdan bakıldığı ekinlerde dairesel bir model oluşturma, sulanmaktadır ekin çemberleri ile karıştırılmamalıdır , bu alanı bir ekinin bir parçasının daire şeklindeki düzleşmesi ile oluşur). Çoğu merkez pivot başlangıçta suyla çalışıyordu, ancak bugün çoğu elektrik motorları tarafından tahrik ediliyor .

Center-pivot sulama sistemleri , suyu verimli kullanma ve bir çiftliğin verimini optimize etme yetenekleri nedeniyle faydalıdır. Sistemler geniş arazilerde oldukça etkilidir.

Tarih

Center-pivot sulama, 1940 yılında Colorado , Strasburg'da yaşayan çiftçi Frank Zybach tarafından icat edildi . Tarlalara su dağıtımını iyileştirmek için etkili bir yöntem olarak kabul edilmektedir.

1952'de Zybach, Columbus, Nebraska'dan bir arkadaşı olan AE Trowbridge ile iş kurdu. Trowbridge 25.000 $ koydu ve patent haklarının %49'unu aldı. Zybach Colorado'dan Columbus'a döndü, bir dükkan açtı, birkaç adam tuttu, borunun yüksekliğini bir buçuk metreye çıkardı ve işe başladı. Operasyonun ilk iki yılında sadece 19 sistem sattılar. İlk tasarımlar titizdi ve çok az çiftçi sistemleri anladı. Zybach, tasarımlarını geliştirmeye devam etti ve problemli sistemleri satmaya çalışmak yerine makinelerini daha iyi hale getirmeye odaklandı.

Zybach, sistemlerin operasyonel verimliliğini artıran değiştirilmiş tasarımlarla başarıyı gördü. 1954'te patentini Robert Daugherty ve şirketi Valley Manufacturing'e verdi. Daugherty'nin mühendisleri sonraki on yılı Zybach'ın yeniliğini rafine ederek daha sağlam, daha uzun ve daha güvenilir hale getirmek ve onu hidrolik güç sisteminden elektrikli tahrike dönüştürmek için harcadılar. Daugherty'nin şirketi , yan kuruluşu Valley Irrigation'ın Amerika Birleşik Devletleri'nde sulama vizyonunu sürdürmesi ve sonunda tüm dünyaya yayılmasıyla birlikte Valmont Industries'e dönüşmeye devam etti.

genel bakış

Bir pamuk çiftliğinde pivot sulama devam ediyor .

Merkezi pivot sulama, uzunlukları boyunca yerleştirilmiş sprinklerlerle, birbirine birleştirilmiş ve makaslarla desteklenmiş ve tekerlekli kulelere monte edilmiş birkaç boru segmentinden (genellikle galvanizli çelik veya alüminyum ) oluşan bir üstten yağmurlama sulama şeklidir . Makine dairesel bir düzende hareket eder ve dairenin merkezindeki pivot noktasından su ile beslenir.

Bir merkez pivotun kullanılması için arazinin makul ölçüde düz olması gerekir; ancak yerçekimi akışını kullanan alternatif sistemlere göre merkez pivotların önemli bir avantajı, dalgalı ülkede işlev görme yeteneğidir. Bu avantaj, bazı alanlarda sulanan arazinin ve su kullanımının artmasıyla sonuçlanmıştır. Sistem, örneğin Amerika Birleşik Devletleri , Avustralya , Yeni Zelanda ve Brezilya'nın bazı bölgelerinde ve ayrıca Sahra ve Orta Doğu gibi çöl bölgelerinde kullanılmaktadır .

Merkez pivotlar tipik olarak 1600 fitten (500 metre) daha kısadır (daire yarıçapı) ve en yaygın boyut standart 1/4 mil (400 m) makinedir. Tipik bir 1/4 mil yarıçaplı ekin dairesi yaklaşık 125 dönümlük bir alanı kaplar.

Merkezi pivot sulama nozulları
Rotator tarzı pivot aplikatör fıskiyesi
Son Tabanca stili pivot aplikatör sprinkler

Başlangıçta, çoğu merkez pivot su ile çalışıyordu. Bunların yerini hidrolik sistemler ve elektrik motorlu sistemler aldı. Günümüzde çoğu sistem, her kuleye monte edilmiş bir elektrik motoru tarafından çalıştırılmaktadır.

Dış tekerlek seti, dönüş hızını belirler. İç tekerlek takımları, iki segment arasındaki göbeklere monte edilir ve eklemdeki bükülmenin belirli bir eşiği aştığını algılamak için açı sensörlerini kullanır. Açı çok büyük olduğunda, segmentleri hizalı tutmak için tekerlekler döner. Tam rotasyon için tipik süreler üç günü içerir; diğer kaynaklarda yapının dış kenarı dakikada 2-3 m hızla hareket eder, bu da 1/4 mil (400 m) yarıçaplı bir sistemin dönüşü için 14-21 saate eşittir.

Tek tip bir uygulama elde etmek için, merkez pivotlar, makinenin yarıçapı boyunca eşit bir emitör akış hızı gerektirir. En dıştaki açıklıklar (veya kuleler) belirli bir zaman periyodunda en içteki açıklıklardan daha uzağa hareket ettiğinden, meme boyutları iç açıklıklarda en küçüktür ve pivot noktasından uzaklaştıkça artar. Havadan görüntüler, "dakikada yüzlerce ve bazen binlerce galon" kullanan merkez pivot sulama cihazları tarafından oluşturulan "merkez-pivot sulama borusunun çeyrek veya yarım milinin" sulu izleriyle oluşturulan daire alanlarını göstermektedir.

İçinde Irkhaya çiftlikleri Merkezi Pivot sulama Al Rayyan , Katar .

Çoğu merkez pivot sistemi, artık , mahsulün birkaç fit (en fazla) üzerinde konumlandırılan sprinkler başlıkları ile borunun tepesine bağlı, kaz boynu adı verilen U-şekilli bir borudan sarkan damlalara sahiptir , böylece buharlaşma kayıpları ve rüzgar sürüklenmesi sınırlandırılır . Statik plaka, hareketli plaka ve kısmi daire dahil olmak üzere birçok farklı nozul konfigürasyonu mevcuttur. Basınç regülatörleri, her birinin doğru tasarım basıncında çalışmasını sağlamak için tipik olarak her bir memenin yukarısına monte edilir.

Damlalar, suyu ekinler arasında doğrudan zemine bırakan çekme hortumları veya fıskiyelerle de kullanılabilir. Bu tür bir sistem LEPA (Düşük Enerji Hassasiyeti Uygulaması) olarak bilinir ve genellikle karık uzunluğu boyunca küçük barajların inşasıyla ilişkilendirilir (karık bentlenmesi/daklanması olarak adlandırılır). Mahsuller düz sıralar halinde ekilebilir veya bazen sulama sisteminin hareketine uymak için daire şeklinde ekilebilir.

Doğrusal/yanal hareketli sulama makineleri

Baştan sona küçük bir merkez pivot sistemi.

Sulama ekipmanı, yanal hareket , doğrusal hareket , tekerlek hareketi veya yandan yuvarlanma sulama sistemi olarak adlandırılan düz bir çizgide hareket edecek şekilde de yapılandırılabilir . Bu sistemlerde su, tarla boyunca uzanan bir sulama kanalı ile sağlanmaktadır. Kanal ya bir tarafta ya da merkezden geçen bir çizgide konumlandırılmıştır. Motor ve pompa ekipmanı, besleme kanalı tarafından bir arabaya monte edilir. Araba, makineyle birlikte hareket eder.

Çiftçiler, mevcut dikdörtgen tarlaları korumak için yanal hareketli sulamayı seçebilir. Bu, karık sulamasından dönüştürmelerine yardımcı olabilir. Yanal hareketli sulama çok daha az yaygındır, daha karmaşık yönlendirme sistemlerine dayanır ve merkez pivot sulamaya kıyasla ek yönetim gerektirir. Yanal hareketli sulama Avustralya'da yaygındır. Orada, sistemler genellikle 500 ila 1.000 metre uzunluğundadır.

Faydalar

Center-pivot sulama, karık sulama gibi diğer birçok yüzey sulama yönteminden daha az iş gücü kullanır . Ayrıca, kanalların kazılmasını gerektiren zemin sulama tekniklerine göre daha düşük işçilik maliyetlerine sahiptir. Ayrıca, merkez eksenli sulama, toprak işleme miktarını azaltabilir . Bu nedenle toprak sulama ile oluşabilecek su akışını ve toprak erozyonunu azaltmaya yardımcı olur. Daha az toprak işleme, aynı zamanda daha fazla organik materyali ve mahsul kalıntısının tekrar toprağa ayrışmasını teşvik eder . Ayrıca toprak sıkışmasını azaltır.

Amerika Birleşik Devletleri'nde, yarı kurak High Plains'in ilk yerleşimcileri , 1930'ların felaketli Dust Bowl'unda doruğa ulaşan , kuraklık döngüleri nedeniyle mahsul kıtlığından muzdaripti . High Plains akifer sisteminin kara kütlesi, ancak İkinci Dünya Savaşı'ndan sonra center pivot sulama kullanılabilir hale geldiğinde, dünyanın tarımsal açıdan en verimli bölgelerinden birine dönüştü.

Mahsuller verimli sulama için daireler halinde ekilir.
Mahsuller verimli sulama için daireler halinde ekilir .

Olumsuz etkiler

Fosil su yenilenemez bir kaynaktır. Yeraltı suyu seviyeleri, sulama yoluyla çıkarma oranı, yeniden doldurma oranını aştığında azalır. 2013 yılına gelindiğinde, merkez eksenli sulamanın su tüketim verimliliği yıllar içinde arttıkça, çiftçilerin daha yoğun ekim yaptığı, daha fazla arazi suladığı ve daha susuz mahsul yetiştirdiği gösterildi.

Amerika Birleşik Devletleri'nin bazı bölgelerinde, merkezi pivotlu devasa sulama cihazlarının kullanıldığı altmış yıllık karlı yoğun çiftçilik işi , Ogallala Akiferinin (Yüksek Ovalar Akiferi olarak da bilinir) kısımlarını boşalttı . Dünyanın en büyük biri akiferlerden , sekiz bölümleri yaklaşık 174.000 mi² (450,000 km²) bir alanı kaplamaktadır devletler arasında South Dakota , Nebraska , Wyoming , Colorado , Kansas , Oklahoma , New Mexico ve Texas altında, Great Plains içinde Amerika Birleşik Devletleri .

1950 yılında, sulanan ekili arazi 250.000 dönümlük bir alanı kaplıyordu. Center-pivot sulamanın kullanılmasıyla, yalnızca Kansas'ta yaklaşık üç milyon dönüm arazi sulandı. Bazı yerlerde, maksimum çıkarma sırasında, su tablası yılda 1,5 m'den fazla düştü. Aşırı durumlarda, sürekli düşen su tablasına ulaşmak için kuyuların büyük ölçüde derinleştirilmesi gerekiyordu. Texas Panhandle'daki bazı yerlerde su tablası boşaltıldı (susuzlaştırıldı). "Akiferin üzerinde uzanan geniş Teksas tarım arazileri artık sulamayı desteklemiyor. Batı-orta Kansas'ta, 160 km'lik akifer şeridi boyunca sulanan tarım arazilerinin beşte biri kadarı şimdiden kurudu." Kuruyan akiferdeki yeraltı suyunun yerini alması yüzlerce ila binlerce yıllık yağışlar alacaktır.

kültürdeki rolü

21. yüzyılda, High Plains Akiferinin öneminin tanınması, bölgesel ve uluslararası gazetecilerin daha fazla kapsama almasına yol açmıştır. Mayıs 2013'te bir New York Times makalesi, "Kuru, verimli ovalar toza dönüşüyor" başlıklı makale, High Plains Akifer Sisteminin parçalarının amansız düşüşünü anlatıyor.

Yazar Emily Woodson, merkez eksenli sulama sisteminin artan kullanımını, modernizme (pahalı traktörler, merkezi eksenli sulama, tehlikeli yeni böcek ilaçları) ve 1970'lerin ortasında ve 1980'lerde gerçekleşen geleneksel tarımdan uzak bir tutum değişikliğinin bir parçası olarak nitelendirdi. Birleşik Devletlerde. Yeni nesil, bol miktarda yeraltı suyu, gübre ve kimyasal madde gerektiren sulu mısır veya yer fıstığı gibi yüksek riskli, yüksek ödüllü mahsulleri seçti. Yeni aile çiftliği şirketleri birçok merayı yeni ekili alanlara dönüştürdü ve su tasarrufundan çok artan arazi fiyatlarıyla ilgilendi .

Ayrıca bakınız

Referanslar

Ek kaynaklar

Dış bağlantılar