Grondbeginsels vir doeltreffende PRESISIEBESPROEIING

Besproeiing dra wêreldwyd tot hoër produksie en voedselsekerheid by. Hoewel die totale oppervlakte onder besproeiing in Suid-Afrika relatief klein is, speel besproeiing ’n belangrike rol in verhoogde en volhoubare voedselproduksie.

Suid-Afrika is ’n waterarm land en terwyl landbou met ander sektore vir water moet meeding, word die landbou­sektor dikwels van watervermorsing beskuldig.

Meganisasie en presisietegnologie het saam met die bestuur van insette soos saad, plaagbeheer en bemesting oor die afgelope paar dekades hoë prioriteit geniet en ’n groot bydrae gelewer tot verhoogde en verbeterde produksie, maar waterbestuur het soms aan die agterspeen gesuig.

Elke druppel tel
In ’n waterskaars land soos Suid-Afrika is dit noodsaaklik dat elke druppel water doeltreffend benut word. So meen Michael Esmeraldo, besturende direkteur van Netafim in Suid-Afrika.

“Die gebruik van moderne landboutegnologie en praktyke in die konteks van die druk wat op hulpbronne geplaas word, moet nie net fokus op die nuutste tegnologie nie, maar ook op die doeltreffende gebruik van hierdie tegnologie,” sê Esmeraldo.

“Daar is ’n groot hoeveelheid tegnologieë tot die produsent se beskikking wat doeltreffendheid kan verbeter. Doeltreffendheid is egter slegs moontlik wanneer die tegnologie en gereedskap met die nodige kundigheid ondersteun word. So belangrik soos wat dit is om nuwe en doeltreffende hulpmiddels te ontwikkel, so belangrik is dit om die tegnologie en kennis reg toe te pas.”

Tielman Odendaal, besproeiingskundige by Obaro, stem saam: “Die optimale en korrekte bestuur van ’n besproeiingstelsel is van kritieke belang vir effektiewe waterverbruik. Behalwe toegang tot goeie besproeiingstelsels, is dit net so belangrik dat die produsent en arbeiders weet hoe om die toerusting reg te gebruik. As die beste toerusting nie optimaal gebruik word nie, kan water vermors word. Daarenteen kan ’n produsent watervermorsing beperk deur doeltreffende bestuur, selfs al gebruik hy basiese en ouer toerusting.”

Volgens Hannes Bruwer van Genade Boerdery in die Noord-Kaap, wat onlangs aangewys is as Agri Noord-Kaap se Jongboer van die Jaar, is dit noodsaaklik dat pomp- en besproeiingstoerusting in stand gehou word juis omdat hulle in ’n besproeiingsarea boer en van konstante watertoevoer afhanklik is. Hulle versterk en gradeer gereeld hulle vlotte en pompstasies op. “Donderbuie kan maklik kitsvloede veroorsaak wat groot skade aan ons toerusting kan aanrig. Wanneer die rivier reeds in vloed is, kan donderbuie veroorsaak dat pompstasies verswelg word.”

Waterverlies
Doeltreffende besproeiingsbestuur se doel is om onproduktiewe waterverliese te beperk. Onproduktiewe verliese sluit verdamping, afloop en dreinering in, terwyl transpirasie deur plante die enigste produktiewe waterverlies is.

Die twee hoofoorsake van waterverlies is verdamping en oor­besproeiing.  Besproeiingskedulering bepaal wanneer en hoeveel besproei moet word om optimale en volhoubare produksie te verseker. Om doeltreffende besproeiingskedulering toe te pas, is dit belangrik om te verstaan watter faktore die gewas se waterverbruik en waterbestuur beïnvloed:

• Transpirasie bepaal die verlies van water deur ’n plant se huidmondjies.
• Verdamping is die proses waartydens ’n vloeistof in waterdamp of gas verander.
• Kapillêre styging is die spontane vloei van vloeistof deur kohesie en/of adhesie.
• Waterafloop is wanneer die grondprofiel ’n versadigingspunt bereik en die water begin afloop.
• Ondergrondse uitvloei is die subopper­vlakvloei van water en vorm deel van die hidrologiese siklus. Dit kom voor tydens oorbesproeiing.
• Perkolasie is die afwaartse beweging van water deur die grondprofiel verby die effektiewe wortelsone van die plant.

Navorsing uit die VSA het bewys dat oorbesproeiing opbrengsverliese kan meebring as gevolg van verhoogde plantstres, voedingstofloging, hoër voorkoms van siektes en meer anaërobiese grondtoestande.

“In die Noord-Kaap was ons in die verlede geneig om die gewasse oor te besproei. Die gevolg daarvan was swak wortelontwikkeling,” sê Bruwer. Volgens hom beplan en bestuur hulle die besproeiingskedulering en watertoediening nou volgens die plant se behoefte. “Ons stap weekliks deur elke land en boor profielgate om die week se presiese waterbehoefte te bepaal.”

Verskeie faktore soos gewaskeuse, die gewas se groeistadium, waterkwaliteit, topografie, grondtipe, klimaat, heersende weerstoestande, die tipe besproeiingstelsel, asook bestuurspraktyke en presisie­tegnologie beïnvloed waterbestuur.

Gewaskeuse
Wanneer ’n somergraan soos mielies onder besproeiing verbou word, is evapotranspirasie en totale waterverbruik relatief hoog in vergelyking met gewasse soos koring wat in ’n kouer tyd verbou word.

Groeistadium van die gewas
Gewasse se groeistadium beïnvloed waterbestuur op verskeie maniere, sê Bruwer. “Die groeistadium gee ’n aanduiding van hoeveel water die plant benodig. In die begin van die seisoen het die plante nog min blare en is minder water nodig, maar later in die groeiseisoen sal die waterbehoefte toeneem soos wat die blaarbedekking toeneem.”

Die plant se groeistadium bepaal die worteldiepte wat ’n aanduiding gee van die grondvolume waaruit water opgeneem kan word. Vroeg in die seisoen is die wortels nog vlak en benut dit net ’n klein gedeelte van die beskikbare waterreservoir wat in die grond is. Die risiko van oorbesproeiing en loging is groter in hierdie stadium. Minder water op ’n meer gereelde stadium word dus aanbeveel.

Later in die seisoen het die plant se wortels verder ontwikkel en groei dit dieper. Swaarder besproeiing met groter tussenposes word nou aanbeveel. Dit bly belangrik dat die toelaatbare onttrekkings­hoeveelheid nie oorskry moet word nie.

Die volgende stadia in plantgroei speel ’n rol in die hoeveelheid water wat benodig word:
Vegetatiewe stadium

• Die stadium duur van opkoms tot die blomstadium.
• Matige waterstremming kan wortelgroei stimuleer.
• Ernstige waterstremming kan wortelgroei beperk en lei tot minder vegetatiewe groei wat graanopbrengs negatief kan beïnvloed.

Reproduktiewe stadium

• Die stadium duur vanaf blom (pluim- en baardverskyning by mielies) tot by graanvulling.
• Waterstremming veroorsaak swak bestuiwing, wat die potensiële getal pitte per kop verminder en opbrengs kan verlaag.

Graanvullingstadium

• Die stadium duur van graanvulling tot rypwording en afdro­ging.
• Waterstremming lei tot vroeë rypwording, swak graanvulling, laer pitmassa en laer opbrengs.

“Watertekorte gedurende graanvul kan die plant onder stremming plaas en ook geweldige opbrengsverliese veroorsaak,” sê Bruwer.

Waterkwaliteit, topografie en grondtipe
Waterkwaliteit speel ’n rol in die keuse van ’n besproeiingstelsel asook die tipe filtrasiestelsel wat gebruik word, sê Richardt Scholtz, landbou­kundige by Netafim.

Die topografie van die omgewing gaan die beplanning van die lande en besproeiingstelsel beïnvloed. Volgens Odendaal is dit belang­rik om ’n kundige besproeiingsontwerper te kontak om ’n behoorlike dreineringstelsel te installeer om gronderosie en opdamming te vermy.

Grondkaarte vorm vandag ’n onontbeerlike deel van produksiebeplanning. Die grondeienskappe en -potensiaal speel nie net ’n belangrike rol in kultivarkeuse en bemesting nie, maar ook in die tipe besproeiingstelsel wat gekies word.

Die grondtipe bepaal hoeveel plantbeskikbare water ’n grondprofiel kan vashou. Die hoeveelheid beskikbare grondwater word hoofsaaklik bepaal deur die grond se tekstuurklas en die profiel- of worteldiepte. Sandgronde kan byvoorbeeld minder water vashou as leem- en kleigronde. “In sandgrond beweeg die water vinniger deur die profiel en hoewel suurstof meer geredelik beskikbaar is, kan sandgrond weer vinniger uitdroog,” verduidelik Bruwer.

Volgens Scholtz is dit belangrik dat produsente hulle grond verstaan. “Presisietegnologie soos vogmeters en weerdata maak dit moontlik om meer presies te boer. Gereelde profielgate en grondboortoepassing gee die beste prentjie van hoe die grond op besproei­ing reageer en hoe diep die aktiewe wortelsone is.”

Scholtz verduidelik dat die tipe grond die keuse van druppervloei en klepspasiëring sal bepaal. “Indien die stelsel reeds werk en die produsent vind dat verandering nodig is, kan hy die besproeiing aanpas deur die toedieningstydperk te verander. Ons praat van pol­sing. Die water word met intervalle toegedien sodat die grond altyd voldoende water vashou wat nie verby die wortelsone beweeg nie. Dit geld ook vir kuns­mistoediening. Wanneer die produsent sy grond verstaan, sal hy weet hoe lank besproei moet word om die kunsmis in die regte sone te plaas.”

“Die verskil in tekstuur tussen ’n kleigrond teenoor ’n sandgrond sal bepaal hoe lank dit neem vir die water om lateraal te beweeg en hoe lank die water in die grond vasgehou word. By mielies kan drupsproeiers in elke tweede ry of elke ry geplaas word, wat die besproeiingstyd sal beïnvloed,” lig Scholtz uit.

Klimaat en heersende weersomstandighede
Die klimaat van die gebied waar produksie plaasvind saam met die heersende weerstoestande bepaal in ’n groot mate die waterverbruik. Die temperatuur, windspoed, sonstraling en relatiewe humiditeit het ’n invloed op die verdampingsaanvraag en gevolglik op die gewas se waterbehoefte.

Volgens Bruwer laat loop hulle glad nie die spilpunte wanneer die temperatuur onder 5 ˚C daal nie. “Dit kan veroorsaak dat die blare vries, wat groot skade kan meebring.”

Tipe stelsel
Die tipe besproeiingstelsel sal in ’n mate die besproeiingskedulering bepaal. Met ’n spilpunt kan toedienings twee keer per week die gewas se waterbehoeftes bevredig, terwyl meer gereelde, kleiner toedienings met ’n drupstelsel weer op sekere gewasse beter sal werk.

Odendaal meen dit is belangrik om te onthou dat ’n spilpunt se spoed vinniger en stadiger gestel kan word wat meebring dat die spilpunt meer of minder water toedien. “As ’n mens ’n 20 ha-spilpunt neem wat ’n sirkel in vier ure kan voltooi en ’n mens werk met ’n gemid-­­
delde spilpunttoediening van 12 mm/24 uur, kan so ’n spilpunt wat se spoed op 100% gestel word ses sirkels in 24 uur voltooi. Teen 12 mm/ses sirkels per dag kan die spilpunt so min as 2 mm water toedien.”

Die tipe stelsel bepaal ook die hoeveelheid water wat verbruik gaan word. Oorhoofse sprinkelbesproeiing lei normaalweg tot meer verdamping as ’n drupbesproeiingstelsel.

Spilpunte is die algemeenste stelsel wat deur graanprodusente verkies word aangesien dit doeltreffend is terwyl die produsent bykans volkome beheer oor sy besproeiing het, sê Odendaal. Dit werk ook goed vir gewasse wat hoog groei. Boonop kan vloeibare kunsmis en ander chemiese middels deur die spilpunt toegedien word.

Enige stelsel moet egter in ’n goeie wer­kende toestand gehou word. Die stelsel moet gereeld nagegaan word om te verseker dat die regte hoeveelheid water eweredig oor die land toegedien word.

Volgens Scholtz word daar in Suid-Afrika­ reeds met groot sukses drupbesproeiing bogronds op mielies gebruik in verskillende areas. “Ons is tans besig om die koste-effektiwiteit van ondergrondse drupstelsels op mielies in die Vrystaat te ondersoek. Dit kan van groot waarde vir mielieproduksie wees tydens watertekorte en kan die produsent kans gee om meer strategies te besproei in kritieke tye. Dit sal ook moontlik wees om kunsmis deur die drupstelsel toe te dien.”

Bestuurspraktyke
Tydsberekening
’n Produsent kan slegs doeltreffend besproei as hy weet wanneer en hoeveel water om toe te dien. Besproeiingskedulering berus op die besluit van wanneer en hoeveel besproei moet word vir optimale en volhoubare produksie. Vir doel­treffende skedulering moet die produsent weet hoeveel water die gewas tydens watter groeistadium gebruik sodat die regte hoeveelheid water toegedien kan word.

As daar nie op die regte tydstip besproei word nie, kan stremming in die gewas voorkom wat opbrengs kan verminder. Wanneer te vroeg besproei word, of wanneer die toedieningshoeveelheid te groot is, is daar vermorsing van water en energie. Watertoediening op die verkeerde tyd kan veroorsaak dat waardevolle voedingstowwe uit die wortelsone loog, wat produksiekoste kan opjaag en opbrengs kan benadeel.

Tydigheid is volgens Bruwer een van die belangrikste bestuurs­insette. “Die tydsberekening met toediening van voedingstowwe en kunsmis is deurslaggewend, veral tydens die vasleggingsfase van opbrengspotensiaal vroeg in die seisoen en ook tydens graanvul. Wanneer ’n mens hierdie produkte deur die spilpunt toedien, is die keuse van produkte net so belangrik. Koper kan maklik die blommetjies of blompakkies brand en beskadig.”

Om te meet is om te weet
Grondwaterinhoud moet gereeld gemeet word. Die waterinhoud van grond kan direk deur monsterneming bepaal word met behulp van ’n grondboor of profielgat. “Profielgate help nie net om grondtipe en -tekstuur te bepaal nie, maar ook die diepte en wydte van die aktiewe wortelsone. Dit help verder om te bepaal hoeveel water die grond kan vashou en hoe diep die water die wortels bereik,” sê Odendaal.

Die grondwaterstatus kan ook met instrumente soos tensio­meters of kapasitansiesensors gemeet word. Kapasitansiesensors meet die grondwaterinhoud deurlopend en toon die waterinhoud op ’n grafiek aan.

“As ons nie weet wat die voginhoud in die grond is nie, kan ons maklik oorbesproei, water en kunsmis mors en die plant onder stremming plaas. Aan die ander kant kan onderbesproeiing die produksiepotensiaal van die gewas belemmer. Die beste strategie is om te besproei sodra die grondprofiel ’n sekere watertekort bereik,” beklemtoon Odendaal.

Varieerbare besproeiing (full variable rate irrigation (VRI))
Volgens Odendaal is die tegnologie vir toepassing van varieerbare besproeiing beskikbaar, maar dit is duur en nog nie algemeen in gebruik nie. “Wanneer dié tegnologie gebruik word, kan die produsent volgens sy grondkaarte besproei. Met varieerbare besproeiing is dit moontlik om spuitkoppe op die spilpunt afsonderlik oop en toe te maak. ’n GPS-stelsel op die spilpunt en programmering van ’n VRI-slimpaneel maak dit moontlik,” verduidelik hy.

Produsente wat dus hul plantestand variërend toepas na gelang van die land se grondpotensiaal, kan so hul besproeiing aanpas om in elke gedeelte van die land se waterbehoefte te voorsien na gelang van die plantestand of die baster.

“Sou produsente hul spilpunt in kwarte opdeel, is dit maklik om die elektroniese slimpaneel so te programmeer dat elke gedeelte of sone verskillend besproei word deur die spilpunt se spoed vinniger of stadiger te stel.”

Variërende spoed
Variërende spoed kan help om water presies toe te dien. “Variërende spoed werk nie net met GPS nie,” verduidelik Odendaal. “Spoed kan steeds op die spilpunt beheer word, maar met ’n GPS-sisteem by kan die spoed outomaties aangepas word sonder dat die produsent nodig het om weer na die spilpunt te ry om die spoed met die hand te verander. Dit spaar tyd en geld.”

Variërende sones
Op grond van grondkaarte en -evaluasies, kan lande in sones opgedeel word wat elk verskillend bestuur word na gelang van daardie gedeelte se potensiaal en behoeftes. Hierdie beginsel kan ook deurgetrek word in besproeiing deur spilpunte in sones of kwarte op te deel.

“Waar spilpunte wat oor elektroniese slimpanele beskik gebruik word, kan ’n sirkel in segmente verdeel word. Met die regte programmering op die spilpunt se paneel kan verskillende water- en kunsmistoedienings per segment gedoen word.”

Odendaal wys daarop dat dit ook moontlik is met ouer, basiese panele, maar dat die verstellings telkens met die hand gedoen sal moet word.

Volgens Scholtz sal dit goed wees om blokke waar die grond verskil apart te hou wanneer ’n nuwe drupbesproeiingstelsel geïnstalleer word, aangesien dit die geleentheid bied om die blokke afsonderlik te besproei en ook ’n drupperlyn te gebruik wat meer toeganklik is vir die tipe grond.

Hy beklemtoon dat dit belangrik is om van die begin af met die persoon wat die stelsel ontwerp te gesels oor hierdie grondverskille en watter oplossing om te gebruik wat vir die produsent prakties sal wees.