Umwagiliaji wa mazao ya mboga una historia ndefu, inayotokana na ukweli kwamba maji ni rasilimali yenye ukomo. Msisitizo wa kuwa na kiasi kinachofaa cha maji kwa ukuaji wa mmea wenye mafanikio unaendelea kuongezeka.
Kulingana na Fairfax, yenye makao yake mjini Virginia Chama cha Umwagiliaji, umwagiliaji ulianza mwaka 6000 KK. Ilianza karibu wakati huo huo huko Misri na Mesopotamia (Iraki ya sasa na Irani), kwa kutumia maji ya mito ya Nile iliyofurika au Tigris/Euphrates. Maji ya mafuriko, yaliyotokea Julai hadi Desemba, yalielekezwa kwenye mashamba kwa siku 40 hadi 60. Kisha maji yalirudishwa ndani ya mto kwa wakati unaofaa katika mzunguko wa kukua.
Mnamo 1800 BK, ardhi ya umwagiliaji duniani kote ilifikia karibu ekari milioni 20. Hii inalinganishwa na wastani wa ekari milioni 600 leo.
Uwezo wa umwagiliaji wa vinyunyizio vya kuhamishika katika uzalishaji wa mazao ulitambuliwa baada ya Vita vya Kidunia vya pili. Kichocheo kilikuwa kuongezeka kwa upatikanaji wa alumini. Chuma chepesi kilianza kuchukua nafasi ya neli nzito za chuma na vifaa vilivyotengenezwa kwa chuma cha kutupwa au chuma.
Umuhimu wa alumini unaonekana katika takwimu za kipindi hicho. Takwimu za serikali ya Marekani zinaonyesha kwamba pauni milioni 1.25 za neli ziliwekwa nchini Marekani mwaka wa 1946. Kufikia 1955, idadi hiyo ilikuwa imeongezeka hadi pauni milioni 50.
Kuna aina nne kuu za umwagiliaji: uso (mafuriko na mifereji); kinyunyizio; drip; na chini ya ardhi. Mbinu za uso kwa ujumla hupoteza maji mengi kutokana na uvukizi, na zimekuwa zikipungua umaarufu kwa miongo kadhaa huku mifumo bora ya matone ikichukua nafasi yake.
Ulimwengu wa mboga umeona mabadiliko katika umwagiliaji wa matone katika miongo kadhaa iliyopita.
Umwagiliaji kwa njia ya matone (pia unajulikana kama trickle, au micro- irrigation) inaruhusu uwekaji wa maji na mbolea unaodhibitiwa kwa usahihi kwa kuruhusu maji yadondoke polepole karibu na mizizi ya mmea kupitia mtandao wa vali, mabomba, neli na emitters. Plastiki ni matumizi ya pamoja ya umwagiliaji kwa njia ya matone, matandazo ya polyethilini na vitanda vilivyoinuliwa. Tija kubwa na upesi zaidi unaweza kupatikana katika uzalishaji wa mboga mboga kwa kuchanganya kilimo cha plastiki na matumizi ya upandikizaji, kulingana na wataalam wa sekta hiyo.
"Wakulima wengi wa mboga ninaoshughulika nao wana aina fulani ya umwagiliaji," alisema Ron Goldy, mwalimu mkuu wa Ugani katika Chuo Kikuu cha Jimbo la Michigan.
Goldy alianzisha na kuendesha Mtandao wa Umwagiliaji wa Michigan Kusini Magharibi, programu ya kulipia huduma ya ufuatiliaji wa unyevu wa udongo ambayo huwapa wakulima usomaji wa kila wiki na ushauri kuhusu uwekaji umwagiliaji.
"Kulingana na mazao, wengi wamekwenda kwa njia ya matone," Goldy alisema. “Baadhi ya mazao hayajikopeshi kwa njia ya matone, kama vile mahindi, karoti, celery, vitunguu, maharage, viazi, kachumbari, mbaazi na mengine ambayo yanapandwa kwenye msongamano mkubwa.”
Faida zingine zinazotolewa na mifumo ya matone, kulingana na Goldy, ni pamoja na:
- Wamwagiliaji kwa njia ya matone pia hutumia njia za matone kurutubisha
- Mkanda wa kufidia shinikizo umeruhusu matumizi ya njia ya matone kwenye maeneo yenye vilima
- Drip ni bora zaidi linapokuja suala la usalama wa chakula
- Drip hutoa matumizi bora zaidi ya maji na virutubisho
- Njia ya matone inaweza kupunguza shinikizo na sauti ya chini, na kwa hivyo ni bora kwa wale walio na kisima kidogo
- Drip hupunguza shinikizo la magonjwa kwa kutolowesha majani na matunda
- Wakulima wanaweza kumwagilia kwa njia ya matone na bado wakaendelea na shughuli nyingine za shambani
- Drip ni rahisi kujiendesha
"Umwagiliaji ni mojawapo ya njia bora za kupunguza hatari katika mazao ya thamani ya juu, hata katika hali ya juu ya maji kama Michigan," Goldy alisema. "Ningehimiza kila mkulima wa mboga za thamani ya juu kumwagilia kwa njia fulani, ikiwezekana kwa njia ya matone."
Uchunguzi wa njia za umwagiliaji huko California na Society ya Marekani ya Wahandisi wa Vyama ilikusanya taarifa za mbinu zinazotumiwa na wakulima kumwagilia mazao yao mwaka 2010. Matokeo yalilinganishwa na tafiti za awali za kutathmini mienendo.
Kulingana na matokeo, kutoka 1972 hadi 2010 eneo lililopandwa liliongezeka kutoka asilimia 15 hadi 30 kwa bustani na kutoka asilimia 6 hadi 15 kwa mashamba ya mizabibu. Eneo lililopandwa mboga limebaki tuli, ambapo lililopandwa kwa mazao ya shamba limepungua kutoka asilimia 67 hadi 41 ya eneo la umwagiliaji. Ardhi inayomwagiliwa kwa umwagiliaji wa kiwango cha chini (matone na vinyunyizio vidogo) imeongezeka kwa takriban asilimia 38, ambapo kiwango cha ardhi kinachomwagiliwa kwa njia za juu kilipungua kwa takriban asilimia 37.
Kulingana na USDA, licha ya matumaini ya kunyesha kutoka kwa El Niño, California wakulima wanakabiliwa na mwaka mwingine wa ukame katika 2016. Hata baada ya miaka minne ya ukame mbaya zaidi kuwahi kurekodiwa, pato la shamba la California lilikuwa rekodi ya $54 bilioni mwaka 2015, likichangia zaidi ya nusu ya taifa hilo. mazao mapya. Maji ya chini ya ardhi yamesaidia kufidia ukosefu wa mvua California, lakini overdrafti ya chini ya ardhi haiwezi kuendelea kwa muda usiojulikana.
Wakulima wa California wamekabiliana na ukame kwa kumwaga ardhi; kubadili kwa mazao ambayo hutoa thamani ya juu kwa kila kitengo cha maji; na kubadili teknolojia ya umwagiliaji. Takriban shamba lote la California linamwagiliwa maji, kwa hivyo uboreshaji unaoendelea wa ufanisi wa umwagiliaji ni muhimu kwa hali ya ukame.
Uzalishaji, ufanisi
David Zoldoske, mkurugenzi wa Kituo cha Teknolojia ya Umwagiliaji (CIT) katika Chuo Kikuu cha Jimbo la California, Fresno, imekuwa ikifanya kazi na wakulima kuhusu masuala ya umwagiliaji kwa miaka 35.
CIT ilianzishwa mnamo 1980, kufuatia ukame mbaya zaidi katika historia ya California (kabla ya hii ya sasa) mnamo 1976-77.
Zoldoske alisema bunge la jimbo limedhamiria kufanya zaidi kuboresha mbinu za umwagiliaji huko California, kama vile matumizi ya umwagiliaji kwa njia ya matone yalivyokuwa yanakuja yenyewe. Kituo kimebadilisha kazi yake ya maabara ya upimaji pamoja na utengenezaji wa bidhaa za umwagiliaji.
"Tumeongoza katika majaribio ya vifaa vya umwagiliaji kwa miaka 35 iliyopita," alisema.
"Tunafanya kazi na mashine za drip emitters, drip tepe kwa ajili ya kupanda mboga, na pia tunafanya utafiti na mafunzo mengi ili kuchukua kile tunachojifunza na kushiriki na wakulima," alisema. "Tumekua hadi sasa tunakuza uvumbuzi na kampuni na bidhaa za umwagiliaji."
Zoldoske anakumbuka siku zilizopita kabla ya teknolojia ya matone ambapo "vitu vyote vilimwagiliwa kwa vinyunyiziaji. Mboga zilipandwa kwa muda mrefu na vinyunyizio. Kilimo cha usahihi kilibadilisha yote hayo."
Alisema changamoto za awali za kutumia dripu ni pamoja na kufahamu kina cha ufanisi wake na muda gani wa kuacha mfumo uendelee kufanya kazi. Kufanya kazi na ukubwa wa mashimo katika emitters na kuzuia wadudu kutoka kuharibu tepi ya matone pia walikutana.
"Teknolojia ilituruhusu kuboresha kwa kiasi kikubwa uzalishaji wetu na ufanisi kwa matumizi ya tepi ya matone katika uzalishaji wa mboga," Zoldoske alisema.
Aliona kusita kwa upande wa wakulima ambao walikuwa na urahisi na umwagiliaji wa kunyunyizia maji, kabla ya kuelewa jinsi ya kufanya kazi karibu na plastiki kwa mahitaji ya kupanda na kuvuna.
"Kwa dripu, tunaweza kusimamia maji na mbolea kwa ujumla," alisema. "Kuna uelewa mzuri wa usimamizi wa kina, matumizi ya plastiki bora na emitters kupata kiwango sahihi cha mtiririko na nafasi ili kufikia uchujaji bora."
Alisema matumizi ya ndege zisizo na rubani kwa ajili ya kutambua kwa mbali yanatoa mtazamo mzuri wa ufanisi wa umwagiliaji mashambani.
"Tunaweza kutambua maeneo yanayovuja, mimea iliyo na msongo wa mawazo na kutambua mapema ambapo tunaweza kuwa na tatizo la umwagiliaji, rutuba, udongo na wadudu. Inaweza kusaidia kurekebisha matatizo wakati wa msimu wa kilimo na kukupa taarifa hizo mapema.”
Mapema miaka kadhaa iliyopita, Zoldoske alihusika katika kazi ambayo ilitumia sensorer kufuatilia index ya mimea ya mashamba makubwa ya tikiti.
"Wiki moja au siku 10 nje, unaweza kuangalia maeneo tofauti shambani kwa ukweli fulani na kwenda nje na kukadiria mavuno na ukubwa wa bidhaa. Hii ilisaidia wachuuzi kuuza shamba kabla ya kuvunwa. Baadhi ya habari hizi ambazo zinaweza kutolewa tulijua miaka 15 hadi 20 iliyopita.
Matumizi ya teknolojia mpya "imekuwa mchakato wa mageuzi," alisema. "Kwa sababu tu mtu mmoja anafanya haimaanishi kuwa imebadilishwa sana. Tunaanza kuona wakuzaji wakiingiza hewa kwenye njia za matone, na inasaidia na uingizaji hewa wa maji katika eneo la mizizi na kusababisha ongezeko la mavuno. Tumeona ongezeko la asilimia 15 la matikiti yanayouzwa katika miaka mitano iliyopita.”
Zoldoske alisema wakulima wanatumia mbinu zaidi za kutolima au kulima kwa kiwango cha chini, "hivyo udongo haufanyiwi kazi sana. Hiyo itakuwa na faida katika gharama na msisitizo juu ya afya ya udongo. Watu wanalipa kipaumbele zaidi ili kuhakikisha udongo una afya iwezekanavyo. Baadhi wanalima mboga zenye chumvi nyingi ndani yake, na kusababisha baadhi ya ardhi hiyo kuhama kutoka kwa mimea inayoathiri udongo.”
Alisema uhaba wa wafanyakazi unaendelea kuwa tatizo, hasa kwa wafanyakazi wenye ujuzi zaidi wanaohitajika kuelewa na kuendesha zana za kisasa za teknolojia.
"Unahitaji wafanyakazi wachache lakini wenye ujuzi zaidi wa umwagiliaji kwa njia ya matone kuliko kwa vinyunyuziaji," alisema. "Ulikuwa ukitembeza vinyunyizio kwa mikono. Sasa kuna habari zaidi. Mawasiliano yote ya wireless yamekuwa faida kubwa. Inakupa taarifa kuhusu shinikizo na mtiririko wa umwagiliaji, hali ya unyevu wa udongo, pamoja na usomaji wa upepo na maji.
"Wakulima leo wana data nyingi zaidi mikononi mwao kufanya maamuzi. Kwenda mbele, tutaona data nyingi zaidi zikikusanywa kutoka shambani mara kwa mara, zikiendeshwa kupitia iPhone au kitu kingine.”
Mbinu ya vitendo ya Drip
John Nye, rais na mwanzilishi mwenza wa St. Joseph, Michigan-msingi Trickl-eez, amekuwa akijihusisha na biashara ya umwagiliaji kwa zaidi ya miaka 40. Amefanya kazi na mkulima Jim Demski, mmoja wa wakulima wa kwanza kusini magharibi mwa Michigan kutumia njia ya matone.
"Walikuwa wakipanda nyanya kwa muda mrefu kwa kunyunyizia maji juu yao," Nye alisema. “Kinachotokea ni kwamba wangekuwa na kiasi fulani cha makovu juu yao. Amekuwa akipanda nyanya kwa muda mrefu - miaka 15 au zaidi. Alikuwa akigeuza dola tu, bila kupata pesa yoyote. Alifurahishwa na matarajio ya vitanda vilivyoinuliwa, filamu, plastiki ya matone, maji ya kulisha na virutubisho kwenye mfumo huo. Ilikuwa ni hatua kubwa kufanya hivyo kwa wakati mmoja. Hiyo ilikuwa kweli njia bora ya kuifanya.
"Nilifanya kazi katika nyanja kadhaa. Uzalishaji wake ukiwa kwenye ardhi tambarare, alikuwa akipata takriban masanduku 700 ya nyanya No. 1 kwenye ekari hiyo. Alipogeuzwa kuwa vitanda vilivyoinuliwa, kwa kutumia filamu, mavuno yalikwenda kwa vichaka 1,500 kwa ekari. Aliongeza zaidi ya mara mbili ya mavuno na ubora uliongezeka sana. Hakuweza kuendelea na maagizo. Wakulima wengine katika eneo hilo waliiona na walitaka kuitumia.
"(Drip) ni ya vitendo kwa pilipili, biringanya na mazao mengine mbalimbali ya mboga," alisema. "Sasa kila mtu katika sekta ya mboga mboga isipokuwa katika udongo wa udongo anatumia teknolojia. Pamoja na mavuno kwenye nyanya ya zaidi ya masanduku 2,000 kwa ekari, ni hadithi ya kusisimua sana.”
Matumizi ya matone yamesaidiwa na mirija bora na kujua zaidi kuhusu ulishaji wa virutubishi, Nye alisema.
"Imekuwa mageuzi kidogo - ya kusisimua. Kila mtu kwenye tasnia ameiendea na hajarudi nyuma, mara tu watakapoona jinsi inavyoweza kuwa nzuri.
Nye alisema kulikuwa na upinzani wa mkulima kwa uwekaji wa matone mapema.
"Ilionekana kama gharama nyingi - nyingi kubadilisha. Kwa waliojaribu, malipo yalikuwepo na tasnia nzima imeanguka kwenye mstari. Ni uwekezaji wa gharama katika kufanya hivi. Uzalishaji na ubora ni wa juu zaidi, na gharama ya chini kwa kila kitengo mwishoni.
Alisema uboreshaji wa neli umeifanya "kutegemewa sana hakuna uwezekano wa kuziba. Inafanya kazi jinsi tunavyotaka wafanye. Ni jambo la hakika sana ikiwa wakulima wataweka uchujaji unaofaa na kufuata kile tunachojua jinsi ya kufanya. Imebadilishwa na kuboreshwa. Sasa mfumo huo unategemewa sana na unatumika sana mkulima mpya anaweza kuanza moja kwa moja na anaweza kuelewa kwa urahisi na kukuza (mfumo) na kuutumia wao wenyewe. Yamekuwa mageuzi ya kweli.”
Kwa mifumo mipya zaidi, wakulima huwasha na kuzima pampu kwa simu za rununu, na wanaweza kufuatilia kile ambacho mtiririko na sindano za mbolea zinafanya.
"Teknolojia ya leo inaweza kufuatilia kama dhoruba ya mvua inakuja na simu inaweza kutumika kuzima mfumo - na unaweza kufanya hivyo ukiwa mbali," Nye alisema.
Nye alisema maendeleo makubwa yatakayofuata yatakuwa mazoea yaliyoenea ya kuchakata tena ili "kutumia tena nyenzo tunazotoa na kuzisafisha."
Historia ya faida
Phil DeMarco wa Hamonton, New Jersey, mjumbe wa zamani wa bodi ya Chama cha Umwagiliaji ambaye amehusika katika kazi ya umwagiliaji kwa miongo saba, alizaliwa na kukulia kwenye shamba kusini mwa New Jersey. Aliona matumizi ya mapema ya mbinu za umwagiliaji za alumini zinazobebeka, kwa kusongeshwa kwa mkono kwenye shamba la mboga la babake ambalo lilichukua nafasi katika miaka ya 1940.
"Kawaida zilikuwa vifaa vya kujitengenezea nyumbani," DeMarco alisema. "Pampu zilizojengwa kwa kiwanda zilianza katika eneo hili karibu na Vita vya Kidunia vya pili. Mifumo ya aina ya winchi ya maji ilitumiwa kwa mara ya kwanza karibu mwishoni mwa miaka ya 1970. Niliposambaza vifaa vya umwagiliaji maji mnamo 1975, kulikuwa na vitengo vya kubebeka, lakini tulikuwa tukitengeneza pampu zetu za juu za dizeli na kuziuza kwa PVC ya chini ya ardhi. Eneo la mboga huko Vineland, New Jersey, bado linatumia alumini inayosogezwa kwa mkono. Ni eneo pekee ambalo bado unaona mashamba madogo yenye ekari 8 hadi 10 yanaitumia.
"Drip imechukua eneo la mboga," alisema. "Inaokoa nguvu kazi, ni ya kiuchumi, hakuna upotevu wa maji, na unatumia maji katika eneo maalum. Pia unaiweka chini, pamoja na mmea chini ya plastiki. Wanapanda nyanya, mboga mboga na kila kitu. Mahindi matamu yanatumia hata dripu kidogo – lakini ni zao linalokua kwa kasi.”
"Kuna akiba inaonekana kuweka katika umwagiliaji kwa njia ya matone, na wewe huhudumii mashine na bomba. Haifanyi chochote isipokuwa kuanza pampu au kufungua valve. Imeleta tofauti kubwa. Mara tu (wakulima) walipoona kitu kinakuja barabarani, kitu kipya, waliruka juu yake."
Alisema kusini mwa New Jersey hakuna tatizo la upatikanaji wa maji linaloonekana katika maeneo mengine ya nchi.
- Gary Pullano, mhariri mshirika