1.1. Общо за управлението на водата

Управлението на водните ресурси в земеделието представлява критична оценка за ползите, разходите и въздействията върху околната среда от използването на водата за последните 50 години, както и за предизикателствата пред нейното управление, които стоят пред общините днес и възможните решения разработените по въпроса в целия свят.

Ще има ли достатъчно вода за производството на достатъчно храна? Да. Ако… въпросът е, разполагаме ли с достатъчно земя, вода и човешки капацитет да произвеждаме храна за нарастващия брой на човечеството през следващите 50 години? Или ние ще се върнем обратно във водата? Възможно е да се произвежда храна, но вероятно днешното производство на храна и ако продължава така тенденцията в развитието на околната среда, ще доведе до кризи в много части на света. Само ако действаме за оптимизиране на използването на вода в земеделието, ще можем да посрещнем предизвикателствата за нуждите от прясна вода пред човечеството през следващите 50 години?

Преди 50 години на земята живееха по-малко от половината от сегашното й население. Хората не бяха толкова заможни. Консумираха по-малко калории, ядяха по-малко месо, като по този начин се нуждаеха от по-малко вода за производството на тяхната храна. По това време се черпеше само една трета от необходимата вода от реките, в сравнение с количеството което използваме сега.

Днес конкуренцията за намаляващите водни ресурси на много места по света става все по интензивна. Много речни басейни не разполагат с достатъчно вода за да посрещнат всички нужди на живеещото край тях население или да остава достатъчно вода в реката, която да достигне морето. Освен това използването на повече вода за лични нужди на хората вече е невъзможно защото границите са достигнати и в много случаи преминати. Басейните са ефективно „затворени” с невъзможност за използване на повече вода. Недостига на вода е ограничение за производството на храна за стотици милиони хора. Земеделието е най-засегнато от това предизвикателство, защото производството на храна и други продукти използва 70 % от свежата вода черпена от реките и подпочвените води.

Без по-добро управление на водните ресурси, целите на хилядолетието за преодоляване на бедността, глада и за устойчиво развитие на околната среда не могат да бъдат постигнати. Без по-нататъшно подобрение на използването на водата и промяна на основните производства нуждаещи се от нея, количеството на изпарената вода от земеделието ще нарастне с 70 – 90 % до 2050 г. Общото количество на изпарената вода в растениевъдството ще достигне 12.000-13.500 кубични километра, почти два пъти повече от изпареното днес 7.130 кубични километра. През последните години се вложиха големи усилия за изграждането на язовири, за да се спре ерозията на почвата на неплодородни райони. Водата, която се подобри значително отново е под заплахата от засоляване на водоносните хоризонти. Направени са значителни усилия да се подобри водния баланс чрез повишаване на съзнанието на жителите от близките населени места,  екстензивно използване на водата чрез изграждането на микроязовири, както се набляга и на пречистването на отпадната вода.

Повечето хора са разточителни към водата и смятат достъпа до вода като неоспоримо право. Те не се замислят много за консумацията на вода и още по-малко за понижаване (пестене) на използваните количества вода. Въпреки последните подобрения за осъзнаването на важността на устойчивостта на използването на вода, все още много малка част от замърсената (сива) вода се рециклира (пречиства). В действителност запасите от прясна вода на планетата са рядък и страшно ценен ресурс.

97 % от водата на земята се намира в океаните, 2 % се съдържа в ледниците и само 2 % се намира на сушата. 97 % от водата на сушата се намира под земята, като подземна вода, а повече от половината от тази вода не може да се използва. 0.06 % от световните запаси на прясна вода се намират под формата на влага в почвата, 0.3 % са в езерата, 0.03 % в реките и 0.03 % като пари в атмосферата. Само 11.39 % от световните запаси на прясна вода са достъпни, не засолени води.

От течната прясна вода, която се намира на повърхността , 30 % се намира в езерата на Африка, 25 % в езерата на Северна Америка, 18 % в езерото Байкал (Русия) и 27 % в по-малки езера и реките по целия свят. Водните запаси на реките са незначителни в глобален аспект. Те носят само 1.200 km3 в сравнение с 125,000km3 прясна вода в езерата и вътрешните морета (-www.tmorganics.com-).

1.2.       Поливно земеделие

През последната половина на миналия век се направиха значителни инвестиции инфраструктурата на обществените системи за напояване, като част от усилията да се увеличи световното производство на харани и да се осигури задоволяването на населението с храна. Поливното земеделие е в основата за постигане на печалби от високодобивните, отзивчиви на торене нови сортове.

През последните години, все по масово се използват системите за капково напояване. Това е най-подходящата поливна система.

При капковите системи, корените на растенията се напояват капка по капка с помоща на маркучи поставени на полето. По този начин водата постъпва пряко в почвата без да се изпарява, а с използването на по-малко вода се получават по-високи добиви. Сушата и глобалното затопляне през последните години, повиши значението на напояването. (http://tr.wikipedia.org/wiki/Sulama)

Напояването подобрява развитието на културите, вкияе положително върху залагането на пъпките за следващата вегетация при трайните насаждения. Все пак то може да окаже отрицателно въздействие по време на цъфрежа, но увеличава големината на плодовете. Техниката на поливане варира в зависимост от отглежданите култури и от методите на обработка на почвата.

Поливането при биологичното земеделие трябва да се извършва правилно, по такъв начин, че да не акумулираме много вода в кореновата зона, където може да предизвика загниване. Също така трябва да се използват подходяща техника на засаждане и честота на поливане.

Поливането чрез заливане не е разрешено при биологичното земеделие. Съставя се план за напояване съгласно количеството вода, която ще се използва. Използва се водомер, с който се измерва използваната вода. Напояване по бразди се разрешава само в случай на необходимост под наблюдението и инспекцията на сертифициращата организация.

При тежки глинести почви с лош дренаж и пропускливост, трябва да се изгради дренажна система.

1.2.1.    Използване на вода от биологични ферми

Съществуват много очевидни, а и експериментални данни, че биологичното земеделие използва по-малко вода отколкото конвнционалното. Много биологични производители, особено тези които използват напояване, съобщават че поливат по-рядко в сравнение с не биологичните им съседи. Основателно може да се предположи, че това се дължи на повишената водозадържаща способност на почва, която е по-добре запасена с органична материя, а и от някои често прилагани практики в биологичните ферми, като например мулчирането. Мулчът пряко ограничава изпарението от почвената повърхност и предпазва почвата от образуването на водоустойчива кора. В същото време дава възможност на корените да използват по-ефективно горния пет сантиметров почвен слой, защото поддържа по-ниска температура и го предпазва от пряка светлина. По-доброто използване на водата в биологичните ферми може да се дължи на по голямата заинтересуваност на стопаните към правилното управление на водните ресурси, което включва отчитане нуждите на растенията, създаване на програма за поливане, по-голяма готовност пряко да следят за сдържанието на влага в почвата или пък да използват устройства за далечно наблюдение за подпомагане на управлението на напояването.

С право може да се твърди, че забраната за използване на водоразтворими торове и дълго действащите пестициди при биологичното земеделие съдейства в голяма степен за подобряване качеството на водата в сравнение с конвенционалните съседи. Може да се приеме, че значението, което се отделя на влиянието върху опазването на околната среда, комбинирано с (поне) ежегодната инспекция на фермата при което се контролират екологичните индикатори при сертифицираните ферми обикновено потвърждава, че при тях не се прилагат неустойчиви практики и че повечето биологични фермери не предизвикват значително замърсяване на повърхностните води.

1.2.2.   Използване на водата от растенията

Растенията изпаряват 100 пъти повече вода за година, отколкото е количеството на водата в техните тъкани. Тези цифри варират значително в зависимост от вида на растението и в зависимост от техните приспособления, с които намаляват изпарението. Например, растенията които са приспособени да се развиват в по-засушливи райони, имат много по-голям капацитет да затварят устицата си, които са разположени по далната повърхност на листата, за да ограничат транспирацията. Растеният действат като водна помпа. Те усвояват голям обем вода защото я използват като среда за извличане на разтворените хранителни вещества в почвата, а чрез изпарението на вода от листата се осъществява охлаждане на растенията – усещането е за по-хладно в стая с растения. Растение с голяма листна площ, като ябълково дърво например, е способно да усвои тонове почвена вода за един вегетационен период.

Растенията притежават разнообразни механизми за усвояване и запазване на влагата. Кореновата система на лозата например, може да достигне на дълбочина до 40 метра, а понякога се срещат отделни коренчета на дълбочина до 50 метра. Вероятно лозите търсят подпочвена вода на нивото на реките и по-надълбоко. Докато височината на дърветата над земята достига 15 метра, то корените им се развиват на дълбочина до 10 метра.

Растенията развиват дълбока коренова система за да оцелеят но те предпочитат да търсят вода плитко под почвената повърхност, където има по-големи количества въздух и хранителни вещества. Ако няма непрекъснато постъпване на вода в почвата, корените на растенията изсушават почвата около тях. Част от тази вода може да бъде заместена чрез издигане от по-долните слоеве чрез капилярно придвижване (водата се движи нагоре през почвените пори), но винаги има напрежение между двете противоположно действащи сили – гравитацията (дърпаща водата надолу) и капилярността (теглеща водата нагоре).

1.3.    Методи за напояване

Напяването също е важен фактор и за контрола на болестите при биологичното земеделие. Избора на поливната система (мини дъждуване, капково, по бразди), времето за напояване и честотата на поливките трябва да осигурят достатъчно вода, за да могат растенията да произведат съответния добив. Преовлажняването на почвата улеснява развитието на почвените патогенни гъби. Дъждуването не трябва да се предпочита заради добрите условия, които създава за много листни болести. Този вид напояване насърчава развитието на листните болести и разпространението на патогените.

Капково напояване: Капковото напояване известно още като микронапояване, е метод за напояване, който понижава използването на вода и торове, като осигурява бавно постъпване на водата чрез капки в кореновата система, върху почвената повърхност или пряко в кореновата зона, чрез система от клапи, тръбопроводи, маркучи капкообразователи.

Дъждуване: Дъждуването е напояване отгоре върху растенията. Водата се довежда с тръби до дъждовалните инсталации на полето и се разпръсква от разпръсквачи с високо налягане или водни оръдия.

Дъждовални оръдия: Дъждувалните оръдия са подобни на разпръсквачите на вода. Разликата е, че те работят с много високо налягане на водата.

Повърхностно напояване: При системите за повърхностно напояване, водата се движи над и по повърхността на напояваната нива просто по силата на гравитацията, с цел да попие и навлажни почвата.

Напояването представлява подаване на вода в почвата чрез различни методи, която е необходима за посрещане на естествените нужди на растенията, за да могат те да поддържат своя растеж и жизнена дейност.

Напояването чрез заливане е най-стария и все още масово използван метод за поливане. Методът притежава две предимства. Първо лесно се извършва (ниско технологичен) и второ по-голямата или цялата коренова система на растенията се напоява.

Все пак при този начин на поливане се губи най-много вода. Той е основната причина за поражения на околната среда. Причината за разхищението на вода и екологичните поражения е една и съща. Водата в началото на браздата достига почвените слоеве разположени под кореновата система на растенията (и следователно се губи ефективно или невъзтановимо от културата) преди водата да е достигнала края на браздата, освен ако поливните бразди са много къси и времето за запълването им с вода е много кратко (т.е. има голям дебит на вода). Този начин на поливане може леко да се подобри ако водата се доставя на вълни, така че водния фронт да има време да позволи на почвата да се разшири, порите да се затворят, като по този начин се намали количеството на попилата вода в началото на браздата.

Дъждуване: Дъждувалните инсталациии са много по-ефективни, в зависимост от времето на поливане и неговото управление. Кратките цикли на поливане, особено по време на топлите части на деня водят до 80 % загуби на вода от изпарение или от издухването в страни на водата от вятъра. Вероятно около 40 % от водата, която се разпръсква над тревните площи се губи чрез транспирация, дори ако поливането се извършва през нощта. Много дългото поливане води до попиването на вода под кореновата система. Трябва да се има предвид, че дори след спирането на дъждуването, водата продължава да се просмуква през почвения профил.

Капково напояване: Методът се счита за най-ефективния начин на поливане сред всички познати системи. Едно от значителните предимства на метода е, че водата не достига до плевелите в междуредовото пространство. Основното ограничение на ефективността на капкообразователите е ограничената зона за разпространение на водата, което води до развитието на малка коренова система от растенията. Съществува опасност от увеличаване на засоляването по краищата на навлажнените зони. Понякога капкообразователите остават в лошо съдътояние, ако се използват дълго време или от нередовна честота на поливането.

Както е известно, напояването има най-голямо значение за повишаване на количеството на земеделската продукция.

Все пак изборът на метод за напояване зависи от определени условия. Методите за традиционното напояване по повърхността могат да се прилагат само ако теренът е подравнен. Допълнително, трябва да се разполага с достатъчно вода, която да е с подходящо качество.

Използва ли се напояване в райони с ограничени водни ресурси или ако водата е засолена?

Разбира се не е пречка, че водата е проблематична в тези райони, ако климата и почвите са подходящи за отглеждане на култури с висока икономическа стойност. Растенията с висока стойност, осигуряват висок доход. За да се постигне това е създаден нов метод за напояване, за да се преодолее проблема с водата. Названието на този нов метод който става все по-популярен в света е капково напояване. Капковото напояване, известно още като микро напояване е метод за поливане, който понижава използването на вода и торове, като позволява водата да постъпва бавно на капки към корените на растенията, върху почвената повърхност или пряко в корените на растенията чрез система от клапи, тръбопроводи, маркучи и капкообразователи. Капковото напояване е скъпа система. Някои от предимствата й са, че изисква по-малко труд и позволява автоматично поливане. Системата се използва в оранжерии и при отглеждането на култури с висока икономическа стойност особено в началните инвестиционни етапи. Капкообразователите са сърцето на поливната система. Те се произвеждат от пластмаса и се закрепят по тръбите, наричани странични тръби, които са с диаметър между 12 и 32 сантиметра. Капкообразователите отделят капки върху почвата със скорост от няколко литра вода на час.

Успешно решение за биологичното земеделие означава да се осигури оптимално хранене на растенията докато почвата и микроорганизмите в нея се възстановят до тяхното нормално състояние. Компоста и други органични и природни източници на хранителни вещества играят ключова роля, след като синтетичните торове, пестицидите и хербицидите са забранени. Въпреки всичко използването на естествени източници на азот за торене с поливните системи изисква специално внимание, както подходящо филтруване и поддръжка, както и периодично почистване на капковата инсталация, за да се избегне потенциалното запушване.

1. a) Отпушване на запушени дюзи:

Един от основните проблеми влияещи върху ефективността на поливането при биологичното земеделие е образуването на бактериална слуз и карбонатни отлагания, които могат да намалят количеството на преминаващата вода и да запушат капкообразувателите. Този проблем се решава, чрез извършване на подходяща дезинфекция, за да се осигури свободно придвижване на обогатената с хранителни вещества вода през тръбите.

б) Използване на компост:

Компостирането е жизнено важно за биологичното земеделие. При него свежата органична маса се разлага по микробиологичен път, като се унищожават плевелните семена и патогенните микроорганизми, намалява се обема на органичните отпадъци и се предотвратява замърсяването на околната среда. Внасянето на компост в почвата подобрява нейните физични характеристики, тежките, глинести почви се аерират, подобрява се влагозадържащата способност на леките, песъкливи почви, понижава се съотношението въглерод/азот и се доставят в почвата известно количество хумусни вещества.

При производството на компост може да се използва поливна техника с малък обем, микро-дъждуване или линии с капкообразователи, коеяо силно намалява измиването на хранителни вещества, като предпазва околната среда от замърсяване.

в)  Предимства свързани с използването на капковото напояване и на използването й за внасяне на течна органичната материя:

• Осигурява се едновременно прецизно поливане и торене
• Намаляват се плевелите
• Активира се компоста като основен източник на хранителни елементи
• Спестява се вода и се намаляват загубите от оттичане на водата
• Поддържа се правилен баланс между влагата и въздуха в почвата
• Предотвратява се появата на болести – капковото напояване не навлажнява листата и плодовете
• Намаляват се разходите за труд и нуждата от работна ръка.

д) Капковите инсталации се състоят от 4 части освен капкообразователите:

1. Контролен възел: Състои се от филтри през които водата и торовете се филтрират, манометър за измерване на налягането, клапи и резервоар за торовете. В контролния възел има три филтъра. Първият задържа най-едрите частици, вторият филтрира финния пясък, а третия най-финните неразтворими частици от торовете.
2. Основни водопроводи: водата преминала през контролния възел се транспортира от основни тръбопроводи до полето. Използват се PVC, полиетиленови или поцинковани стоманени тръби.
3. Странични тръбопроводи:

Транспортните тръбопроводи подават водата на страничните, разпределителни тръбопроводи. Някои от транспортните тръбопроводи се разполагат на повърхността на терена и в този случай разпределителните са меки (полиетиленови) тръби. В други случаи транспортната и разпределителната мрежа е разположена подпочвено и тогава се използват твърди (PVC или от галванизирана стомана) тръби.

4. Странични линии: по тях на определени разстояния са закрепени капкообразователите. Произвеждат се от полиетилен или меко PVC. Поливни тръбопроводи, разположени под повърхноатта на почвата се използват много повече отколкото такива, разположени на повърхността.

Подпочвеното напояване увеличава своята популярност, тъй като има няколко теоретични и практични предимства, особено сега, когато са създадени нови тръби с отвори, които не могат да се запушат лесно. Поливането се извършва за много кратки интервали, защото тръбата се намира в кореновата зона, така че ефективното поливане започва веднага. Останалите предимства са: няма тръби на повърхността, които да се повреждат, няма загуби от изпаряване, на повърхността няма вода, която да подпомага развитието на плевелите, а поливането може да се извършва успоредно с други практики на повърхността (например резитба, беритба и др.). Основният недостатък на тази система е, че трудно се контролира, тъй като почти цялата система не може да се вижда от оператора. Водата се доставя по-ефективно при подпочвеното напояване, ако се подава в големи количества за картко време. Така по-голямата част от водата се разпространява  встрани, отколкото да попива в дълбочина.

Водата, която се използва в биологичното земеделие не трябва да предизвиква замърсяване на околната среда. Промишлена и градска отпадна вода, както и дренажна вода от дренажните системи не може да се използва в биологичното земеделие. Там където е необходимо, решението дали дадена вода е подходяща за поливане се взима от контролиращата сертифицираща организация. Напояването не трябва да води до деградация на структурата на почвата и до ерозия.

Органичното овощарство е изисква здрави растения, следователно много е важно да има възможност да се доставя вода по всяко време и в необходимите количества от които растенията се нуждаят. Поливането оказва положително влияние върху залагането на листните и плодни пъпки за следващия вегетационен период. То понижава загниването на плодовете. Тъй като програмите за поливане се променят в зависимост от видовете и сортовете, те също зависят и от методите за поддръжка на почвената повърхност.

Напояването на овощните градини, трябва да се извършва така, че да не се акумулира вода в кореновата система на дърветата, което може да предизвика загниване на корените. Капковото напояване и системите за мини-дъждуване са най-подходящите методи за овощните градини.