1

dr hab. inż. Aleksander Lisowski
Katedra Maszyn Rolniczych i Leśnych
SGGW w Warszawie

Nawadnianie roślin rolniczych i warzyw

Klimatyczne, agrotechniczne i ekonomiczne aspekty nawadniania

Analizując wieloletnie dane dotyczące klimatu można stwierdzić, że w Polsce w

jednym dziesięcioleciu mamy średnio 3 lata bardzo suche i 4, kiedy w czasie wegetacji
okresowo występuje susza. Niezależnie od występujących okresowo lat mokrych, znaczny
obszar kraju ma ujemny bilans wody. Średni roczny opad wynosi około 600 mm, a potrzeby
roślin, zależnie od gatunku, są większe. Ponieważ woda glebowa bierze udział w licznych
reakcjach chemicznych oraz powoduje przemieszczanie się składników pokarmowych z gleby
do rośliny, przeto jej niedobory wpływają ujemnie na rozwój roślin i zmniejszają ich plon.
Zmniejszanie różnic między potrzebami roślin a ilością opadów może odbywać się przez
działania genetyczne – wyhodowanie roślin odpornych na stres wodny, agrotechniczne –
zastosowanie ściółek w produkcji warzywniczej i nawadnianie – uzupełnianie niedoborów
wody.
Ustalenie, w jakiej ilości potencjalne zużycie wody w produkcji roślinnej ma być pokrywane
przez nawodnienie, powinno opierać się na analizie ekonomicznej, przyrodniczej i
klimatycznej (opady, temperatura).
W analizie ekonomicznej dominującym czynnikiem jest stopień opłacalności deszczownia
danej rośliny.
W analizie przyrodniczej należy brać pod uwagę długość okresu wegetacji danej uprawy i
termin oraz długość okresu szczytowego jej rozwoju, a także głębokość systemu
korzeniowego i masę budowaną tkanki roślinnej. Przykładowo, im krótszy jest okres
wegetacji wczesnych warzyw, płytszy system korzeniowy i większa masa budowanych przez
roślinę części nadziemnych lub podziemnych, tym większa jest jej wrażliwość na przejściowe
deficyty wilgoci w glebie i tym większa pozytywna reakcja na nawadnianie. Podkreślając
zatem wagę nawadniania w produkcji roślinnej trzeba pamiętać, że jest to inwestycja, która
powinna się zwrócić. O rentowności nawadniania decyduje szereg zróżnicowanych
czynników. Do najważniejszych należą przyrost plonu i związane z nim dodatkowe
przychody oraz koszt nawadniania. Koszt nawadniania zależy od ceny instalacji i kosztów jej
użytkowania. Najczęściej używanymi maszynami do nawadniania roślin są deszczownie
zbudowane z rurociągów przenośnych, zwijanych lub przetaczanych. Niezależnie od tego, na
zakup jakiej instalacji deszczownianej zdecyduje się nabywca, to z punktu widzenia
technicznego każda z nich składa się z trzech głównych zespołów: technicznego wyposażenia
ujęcia wody i agregatu pompowego, rurociągów przesyłowych dostarczających wodę na pole
oraz urządzeń deszczujących na plantacji.
Woda do nawodnień może być pobierana z rzek, strumieni, jezior, stawów oraz ze sztucznych
zbiorników retencyjnych, bądź może pochodzić ze studni wierconych lub kopanych. Zatem w
niektórych wypadkach trzeba się liczyć z poniesieniem kosztów na techniczne wyposażenie
ujęcia wody. Źródło wody musi mieć wydajność pokrywającą dobowe zapotrzebowanie oraz
w całym okresie wegetacyjnym rośliny dla określonej powierzchni plantacji. Uwzględniając
maksymalne zapotrzebowanie na wodę, szacowane dla różnych roślin na 2-3,5 mm/dobę, jej
źródło powinno zapewnić pobór 20-35 m

3

wody na dzień (1 mm = 1 l/m

2

= 10 m

3

/ha).

Zapotrzebowanie na wodę w całym okresie wegetacyjnym zależy od przyjętej normy
nawadniania oraz liczby nawadnianych hektarów. Jeżeli przyjmiemy, że średnie uzupełnienie
wody w okresie wegetacji warzyw wynosi 200 mm (2000 m

3

/ha), to dla gospodarstwa o

powierzchni 5 ha zapotrzebowanie na wodę wyniesie 10000 m

3

. Należy przy tym zwrócić

2

uwagę na fakt, że jeżeli pobór wody przekracza 5 m

3

/dobę, to w miejscowym Wydziale

Ochrony Środowiska powinno się uzyskać pozwolenie wodno-prawne, w którym zostaną
określone warunki poboru wody.
Dobór agregatu pompowego, w skład którego wchodzi pompa wirowa i silnik jest
uzależniony od infrastruktury, a w szczególności od możliwości wykorzystania istniejącej
sieci elektroenergetycznej. Uzyskanie odpowiednich parametrów roboczych zraszania takich,
jak dawka nawadniana, ciśnienie, zasięg strumienia wymaga zastosowania silnika
napędowego o określonej mocy. Przy doborze pompy o wymaganych parametrach roboczych
(wydajność, ciśnienie) oraz odpowiedniego dla niej silnika należy dodatkowo wziąć pod
uwagę straty ciśnienia powstające na długości przewodów doprowadzających i straty
miejscowe (na filtrach, zaworach, kolankach, trójnikach itp.). Na rynku są dostępne pompy
napędzane silnikiem elektryczny lub spalinowym. Mogą być również napędzane od wału
odbioru mocy (WOM) ciągnika. Koszt utrzymania i użytkowania pompy z silnikiem
spalinowym jest znacznie większy w porównaniu z agregatem napędzanym elektrycznie.
Najtańsze są pompy napędzane z WOM ciągnika, ale w obliczeniach kosztów pracy agregatu
pompowego należy uwzględnić również koszt pracy ciągnika, co ostatecznie decyduje o
wyższym koszcie eksploatacji takiego rozwiązania. Dodatkowo ciągnik jest wyłączony z prac
w gospodarstwie. Biorąc pod uwagę koszty zużycia paliwa lub energii elektrycznej, zużycia
olejów i smarów oraz koszty napraw, a także koszty amortyzacji, oprocentowania,
ubezpieczenia, konserwacji i przechowywania, można stwierdzić, że najmniejszymi kosztami
jednostkowymi (w zł/h) charakteryzuje się praca pompy napędzanej silnikiem elektrycznym.
Należy jednak podkreślić, że w sytuacji braku przyłącza elektrycznego trzeba będzie ponieść
znaczne koszty jego przygotowania.
Drugi zespół instalacji deszczownianej – rurociąg główny lub przesyłowy – transportuje wodę
od agregatu pompowego do obszaru nawadniania (deszczowni). Koszty utrzymania tego
zespołu zależą od rodzaju użytkowanych elementów, które mogą być w postaci rur
sztywnych, wykonanych z różnych materiałów lub elastycznych przewodów
polietylenowych. Dobór średnic przewodów zależy od wymaganych przepływów wody i
dopuszczalnych strat ciśnienia.
Trzeci zespół instalacji deszczownianej to zasadnicza deszczownia. Obecnie, bardzo często
jest to przewoźna deszczownia bębnowa. Na rynku dostępnych jest dużo zróżnicowanych
modeli, których podstawowymi parametrami są średnica elastycznego rurociągu i jego
długość. Przykładowo jedna z firm działająca na polskim rynku oferuje deszczownie
bębnowe, których średnice przewodów mieszczą się w zakresie 63-140 mm, a ich długości w
przedziale 130-500 m. Deszczownie są wyposażone w zraszacze dalekosiężne o różnych
średnicach dysz. Zraszacze są instalowane na specjalnych wózkach, które łączą się z bazą
maszyny elastycznym rurociągiem, automatycznie nawijanym w czasie pracy na szpulę. Cena
maszyny i jej koszty użytkowania decydują o kosztach eksploatacji.
Bardzo zróżnicowana oferta zasadniczych zespołów instalacji deszczownianej nie ułatwia
wyboru i decyzji odnośnie zakupu określonego rozwiązania. Inwestycja w deszczowanie to
nie tylko zakup urządzenia, ale również koszty pracy nabytej instalacji. Wiąże się to również
ze zmianą dotychczasowych technik i technologii produkcji danej rośliny. Dlatego przed
podjęciem decyzji o rodzaju deszczowni i sposobie deszczowania należy zasięgnąć porady u
specjalistów.

Warunki nawadniania
Podstawowe pytanie, jakie należy postawić powinno dotyczyć terminu rozpoczęcia
nawadniania. Nawet doświadczeni producenci popełniają błędy i często za wcześnie
rozpoczynają ten proces (w zbyt młodym stadium roślin), stosują zbyt małe dawki
jednorazowe o dużej częstotliwości nawodnień. Warzywa nawadnia się najczęściej na

3

podstawie oceny niedoboru wody w glebie. Wilgotność gleby można określić za pomocą
tensjometrów lub irrometrów, którymi mierzy się potencjał wody w glebie. W praktyce nie
zawsze można się posłużyć przyrządami do określania wilgotności gleby. W mniej dokładny
sposób można ocenić wilgotność gleby przez ściśnięcie jej w dłoni. Sucha gleba luźno
przesypuje się między palcami, a jeżeli jest to gleba ciężka, gliniasta trudno ją rozkruszyć do
stanu pylistego. Dostatecznie wilgotna gleba daje się formować w nietrwałą kulę, a w
przypadku gleby gliniastej daje się wyciągać w formie długiej wstęgi. Gleba idealnie wilgotna
to taka, z której po ściśnięciu w dłoni woda nie wycieka, ale na dłoni pozostaje mokry ślad.
Optymalne okresy deszczownia roślin pokrywają się w przybliżeniu z fazami największego
zapotrzebowania na składniki pokarmowe i wodę w rozwoju roślin. Pierwsze deszczownia
poszczególnych roślin mogą się odbywać przed lub po siewie bądź wysadzeniu sadzonek.
Następne deszczowania nie powinny być wykonywane zbyt wcześnie i nastąpić mogą dopiero
w fazie wzmożonej wrażliwości roślin na niedobory wody w glebie. Zbyt wczesny zabieg
powoduje spłycenie systemu korzeniowego oraz przyspiesza kiełkowanie chwastów i
zaskorupienie gleby. Jednorazowa dawka wody wynosi najczęściej 20-30 mm. Przed siewem
nasion można zastosować większą dawkę 40-50 mm, a bezpośrednio po sadzeniu mniejszą –
10-15 mm.
Dalsze nawadnianie różnych roślin w okresie bezdeszczowej pogody oraz w fazie dużego
zapotrzebowania na wodę może być przeprowadzone według poniższych, ogólnych
wskazówek:
- co 4-6 dni na glebach lekkich dla roślin o dużych wymaganiach wody,
- co 8-12 dni na glebach cięższych i dla roślin o mniejszych wymaganiach wodnych.
Pastwiska, koniczyny, lucerny należy nawadniać po każdym wypasie lub koszeniu, według
obliczonego zapotrzebowania na wodę tych użytków.
Okresy krytycznych faz rozwojowych roślin zależą od rejonów klimatycznych kraju,
stosowanych terminów siewu lub sadzenia oraz od odmiany roślin uprawnych. Dlatego też
okresy nawodnień muszą być ustalane dla każdego gospodarstwa indywidualnie.
W uprawach szklarniowych termin nawodnień (kroplowych) roślin, zwłaszcza przy uprawach
bezglebowych, określa się na podstawie zużytej wody (system lizymetryczny) lub pomiaru
dostarczonej energii. Według doświadczeń ISK w Skierniewicach najwyższe plony roślin
warzywnych można uzyskać przy zastosowaniu 1 mm wody na każde 400 J energii
słonecznej przypadającej na 1 cm

2

. W uprawach szklarniowych ważne jest również ustalenie

terminu zakończenia nawadniania, który określa się przez pomiar ilości wody odpływającej
po nasyceniu podłoża. Wyznacza się ją w procentach wody dostarczonej i po osiągnięciu
około 20% system nawadniania wyłącza się. Taki proces nawadniania można łatwo
zautomatyzować. Nawadnianie kroplowe znalazło szerokie zastosowanie w uprawie pod
osłonami, wypierając niemal zupełnie w niektórych technologiach uprawy nawadnianie
deszczowniane. Po wprowadzeniu nowych rozwiązań jest także coraz częściej stosowane w
polowej uprawie warzyw. Porównując system nawadniania deszczownianego i kroplowego
można stwierdzić, że ten drugi charakteryzuje się lepszymi parametrami roboczymi, jest
bardziej oszczędny pod względem zużycia wody i energii – ze względu na niższe ciśnienia
oraz umożliwia ciągłe utrzymywanie optymalnej wilgotności i aeracji gleby. Nie ma także
ujemnego wpływu na strukturę gleby oraz zmniejsza ryzyko porażenia roślin przez choroby.
Jednakże cena instalacji decyduje, że koszt nawodnienia kroplowego 1 ha jest większy niż
deszczownianego.
Intensywność deszczowania nie może być zbyt duża, aby nie doprowadzać do zastoisk wody.
Powinna być dostosowana do szybkości wchłaniania wody przez glebę. Na glebach lekkich
może wynosić 10-15 mm/h, a na cięższych – 6-10 mm/h.
Wybór pory dnia, w której przeprowadza się nawadnianie wpływa na osiągane efekty. Należy
unikać nawadniania w godzinach popołudniowych, gdyż wówczas występują duże straty

4

wody spowodowane parowaniem i może dochodzić do poparzenia nadziemnej części roślin.
Przykładowo ogórki, pomidory i selery najlepiej nawadniać wcześnie rano, bo wtedy szybko
obeschną. Warzywa te są wrażliwe na choroby grzybowe i gdy są zbyt długo mokre może
dochodzić do wzrostu porażenia. Natomiast kapustę, marchew, cebulę, wczesne ziemniaki
mogą być nawadniana w godzinach nocnych. W tym czasie uzyskuje się lepsze efekty ze
względu na bezwietrzną pogodę, mniejsze parowanie wody, lepsze ciśnienie wody, w
przypadku korzystania z sieci wodociągowej.
Na efektywność nawadniania ma wpływ jakości wody. Woda złej jakości może zmniejszyć
plon roślin i pogorszyć jego jakość. Wpływa również na trwałość i niezawodność pracy
deszczowni. Do największych problemów zawiązanych z wodą zalicza się usuniecie
zanieczyszczeń chemicznych, przede wszystkim żelaza, magnezu i wapnia, występujących w
postaci jonowej. Ma to szczególne znaczenie podczas nawadniania kroplowego, przy
punktowym dostarczaniu wody, gdyż może powodować w glebie miejscowe akumulowanie
się toksycznych dla roślin związków. Zawartość soli mineralnych w wodzie nie powinna
przekraczać 192 mg/l. Dostarczenie z wodą do gleby zbyt dużej ilość sodu (Na), boru (B) lub
chloru (Cl) może prowadzić do ich koncentracji na poziomie toksycznym dla roślin. Poza
związkami chemicznymi woda pobierana ze zbiorników otwartych może zawierać
zanieczyszczenia mechaniczne takie, jak piasek, obumarłe części roślin i zwierząt oraz
biologiczne – glony, bakterie. W zależności od źródła, z którego się czerpie i rodzajów
zanieczyszczeń oraz wrażliwości instalacji nawodnieniowej, proces filtracji jest mniej lub
bardziej skomplikowany i kosztowny. Zastosowany zestaw filtrów może mieć więc za
zadanie usunięcie zanieczyszczeń mechanicznych, biologicznych lub chemicznych – przy
uzdatnianiu wody. Do usuwania zanieczyszczeń mechanicznych mogą być stosowane filtry
siatkowe o gęstości oczek 130-200 mesh (mesh – liczba oczek na długości 1”) lub dyskowe.
Te ostanie umożliwiają również filtrację zanieczyszczeń biologicznych. Filtry piaskowe są
stosowane do filtrowania wody podbieranej z otwartych zbiorników, a także w systemach
uzdatniania wody. Filtry te nie usuwają jednak jonów żelaza i manganu. Ograniczenie ich
zawartości polega na strącaniu przez utlenienie, następnie wyłapaniu osadów na filtrach
piaskowych. Filtry, w zależności od rodzaju i wykonania, mogą być czyszczone ręcznie,
półautomatycznie lub automatycznie.
Poza wysokiej jakości układem z automatycznie oczyszczającymi się filtrami, w skład
nowoczesnej instalacji do nawadniania wchodzą przyrządy kontrolujące i monitorujące
procesy robocze zespołów. Dostępne jest również komputerowe sterowanie systemem, co
znacznie ułatwia indywidualne dostosowanie parametrów pracy do danych warunków
środowiskowych.
Podczas obsługiwania instalacji deszczownianej należy przestrzegać określone przepisy
bezpieczeństwa i higieny pracy. Szczególnie odnosi się to do pomp napędzanych silnikiem
elektrycznym.
Stanowisko pracy deszczowni i pas nawodnień należy dobrać tak, aby odległość od
napowietrznych linii energetycznych nie była mniejsza niż 50 m.
W przypadku zastosowania wózka ze zraszaczem i zwijanym przewodem, deszczownia
bębnowa musi być pewnie zabezpieczona za pomocą specjalnych podpór blokujących,
którymi stabilizuje się położenie maszyny. Jeżeli podłoże nie jest zbyt utwardzone, maszynę
należy ustawić na odpowiedniej grubości deskach. Bęben deszczowni powinien być również
prawidłowo zabezpieczony zarówno w położeniu roboczym, jak i transportowym, aby
zapobiec jego ruchom w wokół pionowej osi. W tego typu deszczowniach rozpoczęcie
procesu deszczowania odbywa się przez skierowanie części strumienia wody na turbinę, która
poprzez przekładnię mechaniczną napędza mechanizm zwijania elastycznego rurociągu, który
łączy się z wózkiem zraszacza. Otwieranie zaworu bocznikowego powinno odbywać się
stopniowo, aby zapobiec nagłym szarpnięciom, które mogłyby prowadzić do wywrócenia

5

deszczowni bębnowej. Przy takim rozwiązaniu napędu, podczas przeprowadzania prac
obsługowych, konserwacyjnych lub naprawczych, należy zawsze pamiętać o odłączeniu
przewodu zasilającego wodę, gdyż maszyna może nie pracować z powodu braku zasilania, a
ponowne doprowadzenie wody pod ciśnieniem do deszczowni uruchamia jej napęd.
Odłączanie przewodów, z wykorzystaniem szybkozłączy, może się odbywać jedynie
wówczas, gdy wewnątrz nie ma ciśnienia. Niezachowanie ostrożności przy obsłudze
zespołów znajdujących się pod ciśnieniem grozi poważnymi obrażeniami rąk.
Jeżeli stosuje się napęd szybkiego zwijania, z wykorzystaniem wału odbioru mocy ciągnika,
należy zachować ostrożność i zapewnić sobie pomoc drugiej osoby, szczególnie wówczas,
gdy wózek zraszacza znajduje się za wzniesieniem i jest niewidoczny dla operatora. Przy
komunikowaniu można posłużyć się telefonem komórkowym.
Po rozpoczęciu deszczowania należy sprawdzić, czy nie ma przecieków wody, szczególnie w
strefie maszyny, gdyż rozmiękczony grunt może stwarzać ryzyko utraty stateczności
deszczowni i niebezpieczeństwo jej przewrócenia się.