Mendelova univerzita v Brně. Zahradnická fakulta v Lednici

Mendelova univerzita v Brně Zahradnická fakulta v Lednici

Návrh závlahového systému vybraného provozu Diplomová práce

Vedoucí diplomové práce Ing. Vladimír Veverka

Vypracoval Bc. Jan Milt Lednice 2013

2

Prohlášení Prohlašuji, že jsem diplomovou práci na téma „Návrh závlahového systému vybraného provozu“ vypracoval samostatně a použil jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém soupisu literatury. Souhlasím, aby práce byla uložena v knihovně Zahradnické fakulty Mendelovy univerzity v Brně a byla zpřístupněna ke studijním účelům.

V Lednici, dne…………………………… Podpis studenta………………………….

3

Poděkování Děkuji vedoucímu mé diplomové práce Ing. Vladimíru Veverkovi za odborné vedení, poskytnuté materiály a pomoc při vypracování. Poděkování patří také mým rodičům a sestře za podporu i cenné rady.

4

Obsah 1. Úvod

...................................................................................................... 8

2. Cíl práce ................................................................................................... 9 3. Literární přehled ................................................................................... 10 3.1 Vlastnosti vody a jejich fyziologický význam .......................................... 10 3.2 Příjem vody rostlinou ................................................................................ 12 3.3 Výdej vody .................................................................................................. 13 3.3.1 Veličiny používané při hodnocení transpirace ................................. 13 3.3.2 Vodní deficit a vadnutí rostlin.......................................................... 14 3.4 Vodní potenciál........................................................................................... 14 3.5 Vlastnosti závlahové vody ......................................................................... 15 3.6 Zdroje závlahové vody ............................................................................... 15 3.7 Frekvence zavlažování ............................................................................... 17 3.8 Závlahové dávky ........................................................................................ 17 3.9 Závlahová soustava .................................................................................... 17 3.9.1 Čerpadla ........................................................................................... 18 3.9.2 Výtlačný (dopravní) řád ................................................................... 21 3.10Úprava vody ............................................................................................... 21 3.11Regulace tlaku ............................................................................................ 22 3.12Dodávání aditiv .......................................................................................... 23 3.12.1 Dávkovací čerpadla DOSATRON ................................................... 24 3.12.2 Injektory kapalných hnojiv AMIAD ................................................ 25 3.12.3 Injektor MAZZEI ............................................................................. 25 3.13Potrubní síť ................................................................................................ 26 3.14Koncová zařízení pro závlahu................................................................... 26 3.15Automatizace závlahy ................................................................................ 27 3.15.1 Způsoby řízení .................................................................................. 28 3.16Závlahové detaily ....................................................................................... 29 3.16.1 Mostová závlaha............................................................................... 29 3.16.2 Stabilní trysky .................................................................................. 30 3.16.3 Závlahový tunel ................................................................................ 30 5

3.16.4 Kapková závlaha .............................................................................. 30 3.16.5 Mikropostřik..................................................................................... 31 3.16.6 Metoda příliv odliv........................................................................... 31 3.16.7 Žlábková kultura .............................................................................. 32 3.16.8 Zavlažovací rohože .......................................................................... 32

4. Materiál a metody ................................................................................. 33 4.1 Charakteristika provozu ........................................................................... 33 4.1.1 Klimatické podmínky ....................................................................... 34 4.1.2 Klimatické údaje .............................................................................. 35 4.1.3 Pěstované kultury a jejich vláhové nároky....................................... 35 4.1.4 Zdroj vody ........................................................................................ 38 4.1.5 Odběr a úprava ................................................................................. 38 4.1.6 Závlaha ve fóliovnících .................................................................... 39 4.1.7 Závlaha venkovních ploch ............................................................... 40 4.1.8 Popis fóliovníku, pro který bude navrhována závlaha ..................... 41 4.1.9 Konstrukce ....................................................................................... 42 4.1.10 Pěstební plocha a pěstované kultu.................................................... 42 4.1.11 Přípojka vody ................................................................................... 43 4.2 Varianta A .................................................................................................. 43 4.2.1 Konstrukce ....................................................................................... 44 4.2.2 Postřikovače ..................................................................................... 44 4.2.3 Potrubí a tvarovky ............................................................................ 45 4.2.4 Ovládací jednotka............................................................................. 45 4.2.5 Elektromagnetický ventil ................................................................. 45 4.2.6 Kalkulace.......................................................................................... 46 4.3 Varianta B................................................................................................... 46 4.3.1 Konstrukce ....................................................................................... 46 4.3.2 Pohon ............................................................................................... 47 4.3.3 Ovládací počítač ............................................................................... 47 4.3.4 Zavlažování ...................................................................................... 47 4.3.5 Uchycení hadice ............................................................................... 48 4.3.6 Cenová nabídka ................................................................................ 48

5. Diskuze ................................................................................................... 49 6. Závěr .................................................................................................... 52 6

7. Souhrn .................................................................................................... 53 8. Resume ................................................................................................... 54 9. Použitá literatura .................................................................................. 55

7

1. ÚVOD Voda je jednou z nejdůležitějších složek životního prostředí rostlin a nezbytnou součást jejich organismu a plní v něm mnoho funkcí. Je součástí stavebních složek rostliny a neméně důležitá je její funkce biochemická, kde voda slouží pro rostlinu jako zdroj vodíku a kyslíku v procesu fotosyntézy. Voda funguje v rostlinách jako termoregulační činitel. V rostlinách se voda vyskytuje také, jako rezervní látka, což jim umožňuje přežít delší období sucha, ale především většina vody v rostlině funguje jako transportní médium pro pohyb různých chemických sloučenin. Dostatek vláhy v půdě je základním kritériem pro dobrý růst a vývin každé rostliny. Přirozeným a nejdůležitějším zdrojem vody jsou dešťové srážky. Srážky ovšem při intenzivního pěstování ani zdaleka nemohou dostačovat potřebám rostlin a v případě, že jsou rostliny pěstovány v krytých stavbách, jako jsou skleníky nebo fóliovníky, nemají rostliny ke srážkové vodě ani přístup. Proto je potřeba chybějící vodu rostlinám doplnit pomocí závlahy. Na závlahu mají vliv různé faktory. Jako například: nárok konkrétní kultury, roční období, použitý pěstební substrát, ale také velikost kontejneru, která se projevuje v kapacitě pěstební nádoby. Závlahová voda je do jisté míry zdržována nádobou a v okamžiku saturace dochází k drenáži přebytečné vody. Docílit optimální úrovně závlahy není tak snadné jak se může jevit i s použitím moderní monitorovací techniky. Variabilita mezi směsí substrátu, jednotlivými rostlinami nebo dokonce umístěním nádob blíže nebo dále od okrajů záhonu ovlivňuje aktuální stav zásobenosti vodou (Steyr, Koranski 1997). Pro úspěšné provádění závlahy je potřeba znát nároky pěstovaných rostlin v průběhu jejich růstu a vývoje a na základě takových znalostí zvolit vhodný způsob provádění závlahy a následně vybrat vhodné technické zařízení pro její realizaci (Veverka 2003).

8

2. CÍL PRÁCE Cílem této práce je vytvořit přehled vhodných závlahových technologií především pro malá specializovaná zahradnictví. Dále vypracování studie závlahového systému vybraného provozu doplněná ekonomickou rozvahou.

9

3. LITERÁRNÍ PŘEHLED 3.1 Vlastnosti vody a jejich fyziologický význam Voda je základní složkou všech živých rostlin, nutnou pro udržení jejich struktury i funkcí. Voda je nezbytná pro biochemické a biofyzikální procesy probíhající v rostlinách, ale je i významnou složkou vnějšího prostředí, na kterém je závislá existence živých soustav tudíž i rostlin. Význam vody souvisí s jejími fyzikálními a chemickými vlastnostmi. Voda je rozpouštědlem a prostředím, ve kterém se uskutečňuje příjem, transport a metabolismus látek, má vysokou tepelnou stabilitu, čímž stabilizuje teplotu rostliny, má vysoké povrchové napětí, vysokou soudržnost molekul, je polární a ovlivňuje procesy hydratace, má schopnost výparu při různé teplotě což, chrání rostlinu proti přehřátí, je strukturní složkou protoplazmy apod. Funkce vody v rostlině se rozděluje na:  Termoregulační – zabraňuje nadměrnému přehřívání rostlinných pletiv  Zásobní rezervní – voda v rostlinných pletivech umožňuje rostlinám vydržet delší období bez příjmu vody  Biochemickou – poskytuje rostlině vodík v průběhu fotosyntézy, který je nutný k redukci organických sloučenin při karboxylové fixaci CO2 (Šebánek et al. 1983)

Molekula vody je neobyčejně jednoduchá. Její dva vodíkové atomy jsou spojeny s atomem

kyslíku

jednoduchou

kovalentní

vazbou.

Protože

kyslík

je

více

elektronegativní než vodík, elektrony polárních vazeb stráví více času v blízkosti atomu kyslíku. Jinými slovy, vazby, které drží atomy v molekule vody pohromadě, jsou polární kovalentní vazby, přičemž oblast molekuly v blízkosti kyslíku má parciální záporný náboj a vodíkové atomy získávají parciální náboj kladný (Campbell, Reece 2006). Molekula vody, která má tvar doširoka otevřeného písmene V je polární molekulou, což znamená, že opačné konce molekul mají opačné náboje. Abnormální vlastnosti vody se objevují díky přitažlivosti mezi těmito polárními molekulami. Přitažlivost je elektrická; lehce pozitivní vodík jedné molekuly je přitahován k lehce negativnímu kyslíku molekuly sousední. Dvě molekuly jsou tedy přidržovány u sebe vodíkovými vazbami. Každá molekula vody může vytvářet vodíkové vazby maximálně se čtyřmi sousedními molekulami v daném čase a mnoho molekul ve vzorku kapalné vody je 10

spojeno právě takto. Neobyčejné vlastnosti vody jsou důsledkem vodíkových vazeb, čímž se molekuly vody dostávají na vyšší stupeň strukturální organizace (Campbell, Reece 2006).

Obr. 1: Molekula vody (převzato z: www.alevelnotes.com) Extrémně vysoká hodnota dielektrické konstanty vody je další významnou fyzikální vlastností. Vysoká dielektrická konstanta roztoku totiž značně snižuje hodnoty elektrických sil mezi nabitými rozpuštěnými látkami. To umožňuje vyšší koncentraci iontů v roztoku a je to je velice výhodné pro transport a akumulaci nabitých částic v buňce. Energetické vazby mezi vodou a nepolárními molekulami jsou slabé v porovnání se silami vodíkových vazeb. To znamená, že nepolární látky se tedy ve vodě moc dobře nerozpouštějí. Ve vodném prostředí mohou látky, jako jsou proteiny, fosfolipidy, tedy látky, které jsou jak nepolární, tak mají polární oblasti svých molekul, agregovat a tvořit micely. V micelách jsou nepolární oblasti v centru a nabité části jsou vně a reagují s vodou. Voda je výhodným médiem pro difúzi rozpuštěných látek. Jako rozpouštědlo se voda zúčastní mnoha biochemických reakcí. Její nestlačitelnost vede k tomu, že příjem vody způsobuje expanzi buňky a takto vzniklý hydrostatický tlak pomáhá k mechanické podpoře rostliny. Voda je vhodné médium pro tepelnou regulaci rostlin, neboť má vysoké teplo nutné k evaporaci, má vysokou tepelnou kapacitu na jednotku hmoty a má vysokou tepelnou vodivost.

11

Voda je rovněž obecným rozpouštědlem. Její polární charakter jí dovoluje být vhodným rozpouštědlem pro polární částice, což je obzvláště důležité při minerální výživě. Voda je dobře propustná pro viditelné světlo, což pak umožňuje penetraci zářivé energie k chloroplastům jinak obklopeným vodním prostředím uvnitř buňky. Voda je zdrojem kyslíku a vodíku pro fotosyntézu. Tvorba ATP zahrnuje extrakci vody z ADP. Tvorba ATP je tedy dehydratační proces uskutečňující se ve vodním prostředí za biologických podmínek.

3.2 Příjem vody rostlinou Rostlina přijímá vodu celým svým povrchem. Největší příjem se však odehrává díky kořenové soustavě a to především kořenovému vlášení. Kořenové vlášení je nejaktivnější zóna příjmu vody u mladých kořenů. Leží asi 10 až 50mm od špičky kořene, kde již bývají dokonale vyvinuty vodivé elementy xylému. U starších kořenů, díky subernizaci povrchových pletiv sorpční aktivita klesá, ale příjem vody stále probíhá a díky velké ploše kořenů je i dost významný. Příjem vody z půdy do kořenů je možný pouze tehdy, je-li vodní potenciál půdního roztoku vyšší než vodní potenciál v kořenech. Rychlost příjmu vody závisí jednak na velikosti rozdílů (gradientu, spádu) vodních potenciálů, jednak na hydraulické vodivosti kořenových pletiv v radiálním směru, tedy od epidermis ke xylému. Zcela uspokojivý popis transportu vody tímto systémem pletiv nám dosud chybí. Podle Procházky (1998) rozlišujeme tři teoretické možnosti pohybu vody v radiálním směru:  Apoplazmická cesta, při které voda do cytoplazmy nevstupuje, ale pohybuje se pouze buněčnými stěnami a volnými mezibuněčnými prostory.  Symplastická cesta, kdy voda vstupuje do cytoplazmy již v epidermis a pokračuje v dalším pohybu pouze v symplastu.  Vakuolární cesta, při které voda vstupuje do cytoplazmy a posléze do vakuoly (neboť vakuola je osmotickým centrem buňky) a tento proces se opakuje v celém řetězci sousedních buněk

12

Žádná z těchto tří možností se v současné době nedá vyloučit jako nepravděpodobná. Je velmi pravděpodobné, že všechny tyto tři způsoby probíhají u rostlin zároveň. Nedá se, však stanovit který způsob v jakém čase je dominantní a z jakého důvodu.

3.3 Výdej vody Rostliny si z vodních roztoků, které přijímají a rozvádějí po celém těle, ponechávají sloučeniny obsažené v roztocích a určité relativně malé množství vody (cca 2 %). Ostatní převážnou část přijaté vody (cca 98 %) vydají (ztrácejí) do vnějšího prostředí buď ve formě plynné (transpirace), nebo ve formě kapalné (gutace). Transpirací rozumíme výdej vodních par z povrchu orgánů rostliny. Protože největší podíl transpirace rostlin připadá na listy, bývá někdy transpirace rozdělována na transpiraci listovou a mimolistovou. Hlavními transpiračními orgány jsou však listy rostliny. Pokud trvá transpirace, jsou listy jen zřídka nasyceny vodou. Proto jejich vodní potenciál zůstává na nízké úrovni. Čím intenzivněji probíhá transpirace, tím větší spád vodního potenciálu nastává mezi rozvětvenými systémy cév v listu a jeho transpiračním povrchem. Transpirace se tak projevuje jako sání, které táhne vzestupný proud v těle rostliny. V transpiraci lze vidět hlavní sílu, která působí účinně na pohyb vody v rostlině. Za podmínek, kdy rostliny velmi silně transpirují, je účinnost transpiračního sání tak veliká, že vedle něho účast kořenového vztlaku na vzestup vody v rostlině je mizivá. Transpirace tak působí i na nasávání vody kořeny.

3.3.1 Veličiny používané při hodnocení transpirace  Rychlost transpirace - vyjadřuje množství vytranspirované vody za čas na určitou plochu (g.m-2.hod-1), resp. hmotnost rostliny (g.g-1.hod-1). Rychlost transpirace se mění v průběhu dne i vegetační doby.  Transpirační koeficient – vyjadřuje množství vytranspirované vody, potřebné na tvorbu 1g sušiny. Jeho hodnota se pohybuje v rozmezí 150- 1000 g v závislosti na rostlinném druhu respektive odrůdě.  Produktivita transpirace – vyjadřuje množství sušiny, která se vytvoří při transpiraci určitého množství (1000 g) vody. Produktivita transpirace kolísá od 1 do 8. Interakcí vnitřních a vnějších faktorů se výrazně mění rychlost transpirace a její denní průběh. Schéma teoreticky možných způsobů denního průběhu transpirace. 13

3.3.2 Vodní deficit a vadnutí rostlin Vadnutí je označení pro stav kdy, je vodní bilance rostliny negativní. Tzn. Výdej vody je vyšší než její příjem a vzniká vodní deficit. Tím se snižuje turgor buněk a následně dochází ke změnám tvaru až k nereverzibilnímu vadnutí. Příčinami vadnutí mohou být nedostatek vody v půdě, přílišný obsah solí v půdě (čímž rostlina ztrácí schopnost přijímat tuto vodu), poškození rostlinných vodivých pletiv, atd. Vadnutí se rostliny obvykle snaží bránit uzavřením průduchů. Podle Procházky (1998) kvantitativní hodnotu vodního deficitu vyjadřuje tzv. vodní sytostní deficit. Vyjadřuje se v procentech z maximálního obsahu vody v rostlině. Stupeň vodního deficitu, při kterém jsou rostliny schopny získat ještě plné nasycení bez poškození, se označuje jako kritický vodní deficit. Deficit, při kterém dochází k prvním příznakům poškození je označován jako subletální deficit. Stupeň, při kterém rostlina již není schopna dosytit na původní hmotnost, označuje jako letální deficit (Procházka 1998).

3.4 Vodní potenciál Vodní potenciál se považuje za významnou veličinu, která má vysokou výpovědní hodnotu o fyziologickém stavu rostlin. Charakterizuje volnou energii vody v systému vzhledem k volné energii chemicky čisté vody. Je definován jako rozdíl chemického potenciálu vody v rostlinném pletivu a chemického potenciálu čisté destilované vody vztažený k molárnímu objemu vody. Vyjadřuje se v energetických jednotkách (J kg-1), nebo v tlakových jednotkách (Pa, MPa)

nebo

14

Kde: F=volná energie vody v rostlinné tkáni F0=volná energie čisté destilované vody M=hmotnost vody V=objem vody Pomocí hodnot vodního potenciálu můžeme poměrně jednoduchým způsobem kvantifikovat termodynamický stav vody nejen v rostlině, ale i v jejím okolí. To má zvlášť velký význam pro ekologickou fyziologii, která studuje interakce rostlin s prostředím. V případě vody je tedy poznání celého jejího toku z půdy přes rostlinu do atmosféry. Voda protéká tímto směrem jen proto, že existuje stálý spád vodního potenciálu směrem z půdy (kde je nejvyšší, neboť koncentrace solí v půdním roztoku je velmi malá) a atmosférou kde je potenciál obvykle velmi nízký (Procházka 1998).

3.5 Vlastnosti závlahové vody Voda použitá k závlaze měla být teplejší než půda, měkká a zdravotní nezávadností by se měla blížit vodě pitné. Optimální teplota vody je v jarních měsících 10-15 °C, v létě 15-20 °C. K závlaze je nejvhodnější voda dešťová. Je poměrně teplá, měkká, obsahuje vzdušný dusík a živiny v půdě se v ní dobře rozpouštějí. Proto je vhodné zachycovat dešťovou vodu do nádrží. V oblastech s ovzduším znečištěným exhaláty, především oxidem siřičitým nebo oxidem dusíku, obsahuje tyto látky i dešťová voda a její vhodnost pro závlahu pak klesá. Nevhodná je i voda, která delší dobu stála, takže v ní začaly růst řasy a probíhat hnilobné procesy. K zálivce rozhodně nejsou vhodné zdroje, kde je podezření na znečištění odpadními látkami, především olejem a ropnými produkty, saponáty, fenoly a odpady chemického průmyslu (Grozman 2006).

3.6 Zdroje závlahové vody Přirozené vodní toky – jsou u nás nejčastějším zdrojem závlahové vody. Nejsou-li znečištěné, má voda dobré vlastnosti, je zásobena živinami a kyslíkem a má příznivé biologické vlastnosti i teplotu. Při odběru je nevýhodou rozkolísanost vodních stavů, zejména extrémní hodnoty maximálního průtoku za povodní a minimálního průtoku v letním období. Při posuzování možnosti odběru vody pro závlahu je účelné využít 15

harmonogramu odběru závlahové vody ve směrodatně suchém roce. Harmonogram vyjadřuje potřebu závlahové vody v jednotlivých časových intervalech vegetačního období. Potřebu závlahové vody pak porovnáváme s průtokem v uvažovaném vodním toku. Přirozené nebo umělé nádrže- vlastnosti vody jsou obdobné jako v předchozím případě. Podzemní zdroje – nevýhodou podzemních vod je nízký obsah živin a kyslíku. Větší obsah rozpuštěných solí zvyšuje nebezpečí zasolení půdy a vytváření usazenin v rozvodech a v prvcích mikrozávlah. Další nevýhodou je nízká teplota závlahové vody. Proto je účelné předehřívat vodu pro závlahu v umělých nádržích nebo jí mísit s teplejší povrchovou vodou. Vhodné je zvýšit obsah kyslíku provzdušněním (Veverka 2003). Podzemní zdroje vody se rozdělují do několika kategorií. Jsou to buď studny, ty mohou být kopaná (šachtová), vrtaná (trubní) nebo kombinovaná. Dalším zdrojem může být jímací zářez. Kopaná studna – se skládá z betonových skruží o průměru 1100mm, výkopová šachta se hloubí do hloubky 10 i více metrů, a to nejméně 2 metry pod nalezenou hladinu podzemní vody. V jednom výškovém metru šachty je asi 900 litrů vody. Vrtaná studna- Hloubí se až do hloubek kolem 80 metrů. Vrt má průměr okolo 100mm, tzn., že kapacita vody je velmi nízká a aktuálně může být k dispozici třeba jen 15 l. Voda z vrtané studny často také obsahuje méně kyslíku a více solí, a vyžaduje proto úpravu nebo mísení s vodou, která má vhodnější vlastnosti pro závlahu. Kombinovaná studna- jedná se o kombinaci předchozích dvou možností. Vrchní část studny je kopaná a spodní část je vrtaná. Když je ve vodonosné vrstvě půdy nedostatek vody lze podle Grozmana (2006) rozšířit jímací oblast kopané část studny vějířovitě zaraženými drenážními, ocelovými trubkami. Jímací zářez – je zřídka používaným zdrojem. V místě kde pravidelně vyvěrá voda, je do svahu vykopán svodný zářez. K tomuto zářezu se ještě vykopou boční úzké zářezy s drenáží. Zářez se vybetonuje. Voda se vede svodným potrubím do sběrné jímky s uzavíratelným odtokem. Podle Stavebního zákona jsou studny i jímací zářezy vodohospodářským dílem a vztahují se na ně zvláštní předpisy. Jedním z nich je norma ČSN 75 5115 – Studny individuálního zásobování vodou.

16

3.7 Frekvence zavlažování Frekvence zavlažování vyjadřuje množství vody dodané do půdy za časovou jednotku (h). Množství vody by nemělo být vyšší než vodní kapacita půdy. Je lépe zalévat důkladně a méně často než často a málo. Voda se při zalévání musí dostat až ke kořenům. Těžší půdy se zavlažují s nižší intenzitou nebo přerušovaně. Lehké půdy častěji malými dávkami. Nadměrné dávky nejsou vhodné kvůli přemokření půdy a také kvůli vyplavování živin a půdních částic, což má za následek zhoršování půdních vlastností.

3.8 Závlahové dávky Závlaha je potřebná ve správný čas a v odpovídající dávce. Většina rostlin potřebuje vyšší příděl vody jen v určité vývojové fázi, jindy jim její přebytek může uškodit. Vlhkost půdy nesmí klesnout pod 8-12 %. Se zavlažováním se začíná, když obsah vody v půdě klesne pod 20 % celkového objemu. Nevhodná je však i trvalá vlhkost, protože půda a kořenový systém potřebují pro přirozený biorytmus provzdušnění a podmínky vhodné pro rozvoj mikroorganizmů (Tůma 2001).

3.9 Závlahová soustava Soubor veškerých prvků a zařízení (stavební a technologické) sloužících k odběru vody ze zdroje, čerpání vody v potřebném množství a tlak, úpravě jejích vlastností, rozvodu a aplikaci vody k rostlinám tvoří závlahovou soustavu (Veverka 2003). Tvoří důležitou část závlahového systému, kterou proudí voda ze zdroje k čerpadlu. Jeho úkolem je dopravit vodu od zdroje k čerpadlu s minimálními ztrátami. Skládá se ze sacího koše, sacího potrubí a příslušných armatur. Sací koš – nachází se na začátku sacího řádu. Musí zabránit vniknutí hrubých nečistot do sacího potrubí a přitom nesmí klást velký odpor proudící kapalině. Konstrukčně je proveden jako kovové nebo také plastové těleso s dostatečným množstvím otvorů. Často je vybaven zpětnou klapkou pro zajištění stálého zavodnění sacího řádu. Sací potrubí – jeho úkolem je zajistit plynulý a snadný přítok vody k čerpadlu. Má být pokud možno co nejkratší, přímé bez náhlých směrových změn. Nejlépe ve stálém mírném stoupání k čerpadlu – cca 1 % tak, aby v něm nevznikaly vzduchové prostory. 17

Nezbytnou podmínkou pro jeho správnou činnost je vzduchotěsnost. Vniká-li do sání vzduch, radikálně se snižuje sací energie čerpadla a úměrně k tomu klesá jeho účinnost. V krajním případě může dojít k přetržení vodního sloupce a následně k vážnému poškození nebo až celkovému zničení čerpadla (Veverka 2003). Armatura – konstrukční prvek potrubí. Konkrétně jde například o potrubní spojky, kolena, T-kusy, ventily, kohouty, záslepky apod. Trubky potrubí se zpravidla armaturami spojují nebo zakončují. Slouží k řízení objemového průtoku dopravovaného média. Plní funkce pojistné a regulační. V sacím řádu by jich mělo být použito co nejméně. Pokud je jejich použití nutné používají se prvky s minimálním průtočným odporem.

3.9.1 Čerpadla Rozdělení podle ČSN 11 0000

HYDRODYNAMICKÁ ČERPADLA

ODSTŘEDIVÁ AXIÁLNÍ

OBVODOVÁ

RADIÁLNÍ DIAGONÁLNÍ

18

LABYRINTOVÁ KOMBINOVANÁ

HYDROSTATICKÁ ČERPADLA

ROTAČNÍ

S

KMITAVÝM PERISTALTICKÁ KOMBINOVANÁ

POHYBEM

ZUBOVÁ

PÍSTOVÁ

VŘETENOVÁ

PLUNŽROVÁ

S

HADICOVÁ

ROTUJÍCÍMI MEMBRÁNOVÁ

PÍSTY S ODVALUJÍCÍM KŘÍDLOVÁ PÍSTEM

ČERPADLA JINÝCH PRINCIPŮ

PROUDOVÁ

PLYNOTLAKÁ MAMUTOVÁ

ELEKTRO-

ZDVIŽNÁ

MAGNETICKÁ

EJEKTORY

PULSOMETRY

KOREČKOVÁ

INJEKTORY

MONŽÍKY

ŘETĚZOVÁ

VODNÍ

ŠNEKOVÁ

TRKAČE ZVEDACÍ KOLA

KOREČKOVÁ BUBNOVÁ

19

3.9.1.1 Hydrodynamická čerpadla Jsou čerpadla s nepřímou přeměnou mechanické energie v energii kinetickou a potencionální energii kapaliny. Kinetická energie se na energii tlakovou mění v difuzoru. Pokud čerpadlo nemá difusor, přeměna probíhá ve spirálové skříni. Ve výtlačném hrdle má kapalina hlavně energii tlakovou, pohybová je malá. Hydrodynamická čerpadla mají při chodu velký počet otáček, jelikož hřídel čerpadla je napojená přímo na motor, který hydrodynamické čerpadlo pohání. Hydrodynamické čerpadlo nemusí být příliš velké, je levnější a není náročné na prostor. Tekutina jím teče rovnoměrně a bez přestávek (Druhy čerpadel 2010).

3.9.1.2 Hydrostatická čerpadla Hydrostatická čerpadla jsou objemová čerpadla s přímou přeměnou mechanické energie v potenciální hydraulickou energii. K přepravě tekutiny u tohoto typu čerpadla dochází přímým opakovaným, nebo spojitým působením na objem kapaliny, který je oddělen a to v daném okamžiku nejdřív na sací potrubí, posléze na potrubí výtlačné. Čerpadla hydrostatická jsou známá tím, že při stejných otáčkách mají téměř konstantní průtok tekutiny. Výtlačná výška hydrostatického čerpadla je stanovena výkonem pohonu. Aby nedosáhla hodnot, při kterých se může zařízení zničit, je důležité stroj chránit pojistným ventilem. Pojistný ventil bývá u hodně čerpadel standardním doplňkem (Druhy čerpadel 2010).

3.9.1.3 Hlavní parametry čerpadel Dopravní množství (průtok) – Q – jednotkou je l.s-1 U velkých čerpadel se Q v m3.s-1. Měrná energie čerpadla – Y – jednotkou je J.kg-1.Běžně je udávána jako dopravní výška v m. Měrná energie čerpadla musí pokrývat všechny ztráty v potrubí včetně armatur a musí pokrývat všechny požadavky aplikačních prvků především postřikovačů. Sací měrná energie – jde o sací výšku, která udává, z jaké maximální hloubky lze kapalinu čerpat. V praxi se reálně jedná o cca 8 m.

20

Charakteristika čerpadla – jedná se o poměr mezi dopravním množstvím a měrnou energií čerpadla (dopravní výškou), také o rozsah tlaků a průtoků, ve kterých čerpadlo pracuje. Tyto hodnoty bývají uváděny v grafech, kde na jedné ose je dopravní množství a na druhé dopravní výška (Veverka 2003).

3.9.2 Výtlačný (dopravní) řád Jedná se o potrubí, které dopravuje vodu od čerpadla k místu aplikace. V praxi se však nejprve jedná o dopravu závlahové vody do akumulačního vodojemu a posléze na pozemek přívodním potrubím. V systému dopravního řádu jsou zabudovány i prvky pro úpravu závlahové vody. Dnes se používá především plastových trubek (PE, PP) a armatur pro tlaky 1,25 MPa a světlosti 150 – 400 mm. Potrubí o světlosti větší než 400 mm mohou být i ocelová. Na vlastní zavlažovanou plochu je voda rozváděna systémem hlavního a vedlejšího rozvodového potrubí. Na rozvodové potrubí jsou již napojeny vlastní aplikační prvky závlahového systému.

3.10 Úprava vody Sedimentace a filtrace je podle Veverky (2003), mechanická úprava závlahové vody, při které se z ní odstraňují nerozpustné částice ve formě koloidů, mikročástic až hrubě disperzních částic. Sedimentace, jak uvádějí Spitz et al. (1998), odstraňuje vodní nečistoty o velikosti 0,1 až 0,2 mm pomocí sedimentace lapáky písku a usazovacími nádržemi, které se umisťují za odběrný objekt a před čerpací stanici. Podle proudění vody v lapačích písku se rozdělují lapače na horizontální, vertikální, odstředivé a hydrocyklony. Usazovací nádrže mohou být s horizontálním, vertikálním nebo radiálním přítokem Filtrace slouží k odstranění jemnějších částic. Filtrační zařízení se umisťuje za čerpací stanici. Filtry jsou různého druhu a jejich použití závisí na velikosti a vlastnostech částic obsažených ve vodě. V mikrozávlahách se nejčastěji používají filtry s filtrační náplní, síťové a diskové filtry. Prvotní úpravou vody je její mechanická filtrace. Hrubé nečistoty zachycují již sací koše na čerpacím potrubí. Jako základní využíváme pískové filtry naplněné jemnou frakcí písku. Písková filtrace je flexibilní a jednoduchá metoda z hlediska nízkých investičních nákladů i snadné údržby a levného provozu. Nedochází k ovlivnění vody 21

chemickými látkami, a tudíž ani zatěžování životního prostředí. Písková filtrace však na druhou stranu vyžaduje relativně velký prostor, je nutné pravidelné pročišťování filtru, stejně jako je doporučena hrubá předfiltrace alespoň na úrovni 1m. Obdobně lze využít filtraci vrstvou rašeliny (Pokluda 2011). Filtry s filtrační náplní jsou uzavřené nádrže (horizontální nebo vertikální) vyplněné pískem nebo plastem. Používají se buď v tlakovém provedení (tlakové nádoby připojené na potrubí) z ocele nebo z plastu pro první stupeň filtrace. Obvykle tvoří součást čerpací stanice a skládají se z dvou nebo více jednotek. Síťové filtry se používají pro jemné mechanické čištění mikrozávlah, kde tvoří druhý filtrační stupeň. Umisťují se do rozvodného nebo rozdělovacího potrubí, často ve spojení s armaturou tlakové redukce a zařízením pro dávkování aditiv. Slouží k odstranění zbytku organických nečistot, řas a slizů, ale jejich čištění je velmi obtížné. Diskové filtry- filtry novější konstrukce, které mají velmi široké použití. Vyrábí se v širokém rozsahu velikostí filtrovaných částic od 5 do 800 µm. Filtr je tvořen tenkými diskovými lamelami vyskládanými nad sebou, které jsou uloženy v tlakovém válci z plastu nebo nerezové oceli. V každém disku jsou zářezy radiálního nebo sinusového tvaru. Na velikosti jejich příčného profilu závisí čistota filtrace. Diskové filtry mohou být statické i rotační, s ručním nebo automatickým čištěním. Mnohdy je diskutována nezbytnost úpravy pH reakce vody. Více než vlastní pH je však vhodné sledovat zastoupení uhličitanů a hydrogenuhličitanů ve vodě. Podíl těchto látek je vyjadřován jako alkalinita v miliekvivalentech (me.l-1) nebo přímo jako obsah uvedených sloučenin v mg.l-1. Přitom 1 me.l-1je roven 50 mg.l-1uhličitanu vápenatého. Vysoká alkalinita vede k rychlému zvyšování pH substrátů. Především pro dlouhodobější kultury je nezbytné tento parametr upravovat. Náprava stavu, kdy je k dispozici voda bohatá na tyto látky, je možná několika cestami. Rostliny jsou pěstovány v substrátech, které neobsahují vápenaté složky či nejsou předem vápněny. Lze také využít fyziologicky kyselá hnojiva (Pokluda 2011).

3.11 Regulace tlaku Regulace tlaku je v potrubí zajišťována pomocí regulátorů tlaku a pojistných ventilů. Tyto prvky slouží ke stabilizaci tlaku na požadované hodnotě a ochranu a zvýšením tlaku nad požadovanou hodnotu. 22

Jak uvádí Veverka (2003), o způsobu použití regulačních prvků rozhodují dané tlakové poměry v trubní síti a výškové poměry zavlažovaných pozemků. V celé délce závlahové linky nesmí být překročen povolený tlak udávaný výrobcem závlahového detailu. Při posuzování účelnosti návrhu regulačních prvků by se mělo vždy zvažovat i ekonomické hledisko, neboť jejich použitím dochází ke ztrátě části energie vynaložené na čerpání vody a tím ke ztrátám na vynakládaných provozních nákladech. Membránové regulátory Podle autorů Spitz et al. (1998) jejich funkční princip spočívá v působení výstupního tlaku přes impulzní vedení na membránu, kterou udržuje v rovnováze pružina. Klesne-li výstupní tlak pod nastavenou hodnotu, bude membrána zatížena menší silou. Pružina vytlačí vřeteno s kuželkou nahoru, a tím se zvětší průtokový průřez a průtok. Současně dojde ke zvýšení tlaku na nastavenou hodnotu a k rovnováze sil působících na membránu. Při stoupnutí výstupního tlaku nad nastavenou hodnotu nastane obrácený postup. Nastavení požadované hodnoty výstupního tlaku se děje příslušným nastavením stlačení pružiny pomocí rektifikačního šroubu. Pístové regulátory Jsou vhodné pro umístění na potrubí s menším průměrem, jako jsou rozdělovací nebo zavlažovací potrubí. Funkce pístového regulátoru je založena na přívodu vody s hodnotou okamžitého výstupního tlaku nad píst, posun pístu a prodloužení nebo zkrácení pružiny. Je-li hodnota výstupního tlaku vyšší než nastavená, píst se posune tak, že zmenší průtočný profil a průtok, a zároveň dojde ke snížení výstupního tlaku na nastavenou hodnotu. Přitom posun pístu vyvolá tlakové prodloužení pružiny, až jsou všechny síly na ni působící v rovnováze. V případě snížení výstupního tlaku na nastavenou hodnotu. V případě snížení výstupního tlaku je postup obrácený (Spitz et al. 1998).

3.12 Dodávání aditiv Podle Veverky (2003) se mikrozávlahové systémy velmi často využívají k aplikaci kapalných hnojiv i dávkování dalších aditiv, např. chlornanu sodného k zabránění růstu usazenin (vodní kámen) v kapkovačích aj. Dávkování hnojiv, zvláště při podpovrchové závlaze, je efektivnější a účinnější než běžně používaný postup, protože je možné hnojit v malých a častých dávkách. 23

Jak uvádí Spitz et. al (1998), je velmi význačná také ekonomická výhodnost tohoto způsobu hnojení, neboť vykazuje významné úpory na kapalných hnojivech i pohonných hmotách ve srovnání s klasickými způsoby aplikace hnojiva do půdy. V neposlední řadě je tento způsob dodávání živin do půdy i mnohem ohleduplnější z hlediska ochrany jakosti podzemních zdrojů. Hnojiva jsou do závlahové vody dodávány z připravených roztoků, obvykle v 50-100 l nádržích a musí být dokonale rozpustná ve vodě. Dávkování hnojiv se podle Spitze et. al (1998) uskutečňuje těmito způsoby:  přisávají se do sacího potrubí čerpacího agregátu,  přidávají se pomocí dávkovacího čerpadla,  přisávají se do rozdělovacího nebo zavlažovacího potrubí pomocí ejektoru.

3.12.1 Dávkovací čerpadla DOSATRON Dávkovací čerpadla slouží pro přesné proporcionální (poměrové) dávkování tekutých přípravků do vody. Dávkovač pracuje bez elektrické energie. Pohon je zajištěn tlakovou vodou, do které se injektuje dávkovaný roztok. Dávka injektovaného roztoku je vždy přesná a úměrná k objemu vody protékající dávkovačem, tím se zabraňuje předávkování a napomáhá k ochraně životního prostředí. Přesnost dávkování není závislá na změnách průtoku a tlaku v hlavním potrubí. Dávkovací čerpadlo využívá jako zdroj energie průtoku a tlaku vody. Voda vstupující do dávkovače působí na hnací píst a uvádí jej s pomocí mechanismu do přímočarého vratného pohybu. Hnací píst je spojený s dávkovacím plungerem, který nasává sací hadičkou nastavené procento koncentrátu přímo ze zásobníku. Uvnitř dávkovače se koncentrát dokonale promíchá s vodou a homogenní směs je odváděna do výtlaku (Varisco Pumpen 2013).

24

Obr. 2: Dávkovací čerpadlo Dosatron (převzato z: www.davkovani.cz)

3.12.2 Injektory kapalných hnojiv AMIAD Injektor hnojiv je dávkovací čerpadlo, určené pro dávkování hnojiv a chemických přípravků do potrubí. K vlastnímu pohonu čerpadla není třeba jiné síly než hydraulického tlaku daného závlahového systému., který pohání lineární hydraulický motor. Používané typy:  Sací typ – nasává chemikálie z kontejneru  Gravitační typ – dávkuje chemické roztoky většinou z cisteren a větších zásobníků za pomoci gravitace.  Dvojče – zdvojený injektor typy a,b k dávkování většího množství roztoků  Automaticky řízená jednotka (jak sací tak gravitační typ) (Netafim 2013).

3.12.3 Injektor MAZZEI Velmi jednoduché a spolehlivé zařízení pracující na principu sacího tlaku vodního proudu, nepotřebuje tedy ke své činnost žádný dodatečný zdroj energie. Injektor nemá pohyblivé části, ale potřebuje k fungování vytvořit tlakový spád. Injektory jsou vyrobeny z polypropylenu nebo nerezové oceli. Rozdíl tlaku potřebný pro nasávání hnojiva je minimálně 16-32 %, plná sací kapacita se dosahuje při tlakovém rozdílu 50 %.

25

Obr. 3: Injektor Mazzei a jeho instalace v závlahovém systému (převzato z: www.mazzei.net)

3.13 Potrubní síť Potrubní síť zajišťuje rozvod závlahové vody po pozemku. Systém je rozdělen na hlavní a vedlejší (rozdělovací) rozvodné potrubí. Na rozdělovací potrubí jsou napojeny linky detailního rozvodu ukončené závlahovými detaily, jako jsou postřikovače nebo kapkovače. Jak uvádí Veverka (2003) pro většinu rozvodných potrubí se používají plastové potrubní systémy, které mají proti ocelovým řadu výhod: nízká hmotnost relativně snadná montáž, malý průtočný odpor, nekorozívnost, pružnost. Maroušek (2008) uvádí, že dnes se využívají výhradně PE potrubí, jen pro rozvody uvnitř objektů a šachet se instalují rozvody z jiných druhů plastů.

3.14 Koncová zařízení pro závlahu Na potrubní síť se závlahovou vodou musí vždy navazovat koncové zařízení, které přivádí vodu až k rostlině. V případě malých zahradnických provozů může panovat v těchto zařízeních velká rozmanitost, protože je zpravidla zapotřebí zavlažovat velký sortiment druhů, které mají různá nároky na závlahu. Rozdíly jsou také způsobeny různými pěstebními technologiemi, se kterými souvisí umístění rostliny. V současném malém zahradnickém provozu se velmi často vyskytují kryté ploch skleníků nebo fóliovníků, ve kterých se v závislosti na pěstované kultuře mohu používat jak mikrozávlahy, postřikovače, v některých případech i ruční zálivka nebo také vyvýšené pěstební záhony či pěstební stoly se specifickými způsoby závlahy jako je tzv. příliv odliv.

26

Jiný přístup k závlaze vyžadují také venkovní pěstební plochy, na kterých se mohou vyskytovat kultury ve volné půdě, hrnkové kultury a v některých případech dodnes využívaná pařeniště. V závislosti na této rozmanitosti je také potřeba volit vhodné závlahové detaily, které, jak uvádějí Slavík et al.(1993), rozhodují o zhodnocení závlahové vody na produkci pěstované plodiny a rozdělují způsoby závlahy na tyto možnosti:

Způsob závlahy

Systém

Postřik

stacionární

Linka

v povrchovém

provedení

–

závěsná zavlažovací linka Pásový zavlažovač

Mobilní

Širokozáběrový zavl. stroj Gravitační

Brázdový podmok

podmok

Okružní brázdy Výtopa Podpovrchová

Podzemní

Regulační drenáž

Bodová Mikrozávlaha

kapková

Kapkovací potrubí On-line systém In-line systém

mikropostřik

Rozstřikovač mikropostřikovač

Tab.1: Rozdělení koncových zařízení pro závlahu (převzato z: Slavík et al. 1993)

3.15 Automatizace závlahy Je velmi účinným nástrojem zvýšení produktivity práce. Závlah je pravidelně opakovaná činnost, která vyžaduje velké množství lidské, pracovní síly. Automatizací závlahy ve spojení s přesně regulovanými dávkami vody je možné docílit nejen značné úspory práce, ale také optimalizace závlahy pro potřeby dané kultury.

Moderní

závlahové systémy budované v současné době si lze jen těžko představit bez možnosti alespoň částečné automatizace a to i v případě malých zahradnických provozů. Automatizace závlahy může být buď částečná, nebo úplná. Podle Veverky (2003) se automatizační soustava skládá z těchto prvků: 27

 snímací prvky - čidla (např. čidla pro měření půdní vlhkosti, meteorologických veličin, tlaku vody v potrubí aj.)  akční (výkonové) prvky - na základě příkazu z řídící jednotky vykonávají určité činnosti, tj. v našem případě dálkově ovládané ventily  spojovací systém - (kabelový nebo radiotelemetrický zajišťující komunikaci řídící jednotky s čidly a výkonovými prvky, některé výkonové prvky mohou být ovládány i hydraulicky)  řídící jednotka - vyhodnocuje snímané veličiny a dává příkaz činnosti nebo vyřazení z provozu příslušných výkonných prvků

3.15.1 Způsoby řízení Jedním z nejdůležitějších prvků automatizované závlahy, který má významný vliv na její výslednou kvalitu je způsob řízení. Pokluda et al. (2011) rozdělují způsoby řízení závlahy takto: a) ručně – je třeba zajistit neustálou kontrolu stavu porostu (včetně víkendů) b) časovým programem – podle aktuálních požadavků kultury je nastavována délka závlahy a časový interval mezi jednotlivými starty. c) automaticky podle naměřených hodnot:  Tenziometricky - zařízení vyhodnocuje deficit tlaku vodních par v substrátu. Čím je deficit nižší, tím více je vodní páry v substrátu přítomno. Z toho vyplývá, že při nízkém deficitu je vody dostatek. Naopak stoupá-li deficit, substrát vysychá a musí být zavlažen. Deficit tlaku vodních par (VPD) je vyjadřován v pascalech. Spouštění závlahy může být realizováno na základě aktuální hodnoty VPD nebo až po provedení akumulace těchto hodnot za předem stanovenou periodu. Metoda je poměrně přesná a spolehlivá. Metoda je poměrně přesná a spolehlivá, vyžaduje však kalibraci pro jednotlivé druhy pěstovaných kultur.  Půdní vodivost- jde o stanovení obsahu vody v půdě, kdy dochází k určení stupně naplnění vodní kapacity půdy. (Polní vodní kapacita PVK). Využívají se čidla pracující na principu změny elektrického pole (půdní el.vodivost) mezi elektrodami umístěnými v půdě či substrátu. Při vyšším zastoupením hodnota vodivosti stoupá a naopak. V tomto případě hraje velmi významnou roli správné umístění čidla do půdy, aby nedocházelo k falešným signálům ze vzduchových kapes nebo nehomogenního substrátu.

28

 Drenážní senzory – vyhodnocují množství vody vytékající z pěstebních kontejnerů. Údaj však slouží ke stanovení, jak jsou rostliny zavlaženy, nikoliv pro samotnou automatizaci závlah.  Změna morfologie rostliny – k tomu slouží čidla tloušťky listu, průměru stonku, průtoku rostlinných šťáv, nebo teploty povrchu rostliny. Postup může být velmi citlivý na změny v rostlině, proto i přesný a rychlý při automatizaci závlah. Nicméně dosud nejsou komerční aplikace těchto senzorů dostupné.  Čidlo „vlhkého“ listu – vyhodnocuje aktuální povrchovou vlhkost rovnající se situaci na povrchu listů rostlin. Je vhodné pro regulaci mlžení při vegetačním množení.

Automatizace provozu závlahy je zpravidla spojena s vysokými pořizovacími náklady. Proto při stanovování stupně automatizace doporučuje Spitz et. al (1998) dodržet následující postup: - stanovení cílů automatizace, - stanovení stupně automatizace, - vlastní návrh automatizace, - posouzení návrhu.

3.16 Závlahové detaily 3.16.1 Mostová závlaha Typ závlahy, který umožňuj přesné rovnoměrné zavlažování pěstebních záhonů. Slouží také pro hnojení, chemické ošetření a při vysokých teplotách může chránit rostliny pomocí mlžení. Zavlažovací linky obsahují závlahové rameno s tryskami, které přejíždí nad prostorem a rovnoměrně zavlažují vymezený pás záhonů.

Jak uvádí

Pokluda et al. (2011), regulace množství vody je určována typem závlahových trysek na nosném rameni, tlakem vody a rychlostí posuvu mostu. Závlahové mosty mohou být instalovány. Pro pohyb podél nebo napříč záhonu. Schwarz (2011) uvádí následující rozdělení mostové závlahy: 

Ekonomická varianta- ty mostové závlahy, který je zavěšen pouze na jedné koleji. Tento typ je náchylnější na boční síly.

29



Optimální varianta- most je zavěšen na dvou kolejích, je stabilní, umožňuje lehké vychýlení z osy. Zavlažovaná plocha se může rozdělit na levou a pravou část s chodníčkem, který je průjezdný bez omezení.

3.16.2 Stabilní trysky Zavlažovací, rosící nebo mlžící trysky a rozstřikovače napojené na stabilní trubní rozvod vody nad porostem. Významná především v množárnách, kde kromě závlahy zabezpečuj dostatečnou vzdušnou vlhkost. V mnoha provozech se využívá trysek také k ochlazování

a

zvlhčování

skleníkové

atmosféry

při

nadměrné

teplotě

(Pokluda et al. 2011).

3.16.3 Závlahový tunel Způsob zařazovaný při produkci hrnkových kultur ve sklenících s mobilními stoly. Zařízení rovnoměrně zalévá procházející nádoby, proto je zajištěna vysoká uniformita růstu rostlin. Rostliny jsou přenášeny dopravníky k tomuto tunelu, takže závlaha probíhá na centralizovaném místě. Závlahový tunel je také výhodný jako poslední fáze výsevních nebo přesazovacích linek (Pokluda et al. 2011).

3.16.4 Kapková závlaha Způsob založený na přívodu závlahové vody ke každé konkrétní rostlině. Jak uvádí Pokluda et al. (2011), ušetří tento způsob až dvě třetiny vody potřebné při tradiční zálivce. Spitz et al. (1998) uvádějí, že úspora vod oproti postřiku je 30-50 %. Mikrozávlahy se skládají z různých typů kapkovačů, mikroporézních a kapkovacích trubek a regulátorů průtoku. Závlahové detaily jsou tvořeny z ohebných plastových trubek a regulátorů průtoku. Závlahové detaily jsou tvořeny z ohebných plastových trubek. Obvykle o průměru 13-20 mm. Na ně se napojují detailní rozdělovací a kapací kapiláry o průměru 1-4 mm. Kapiláry vedou k jednotlivým rostlinám, u kterých jsou upevněny v držáku. Nelze je přímo zapichovat do substrátu, kde hrozí jejich ucpávání. Pro větší kontejnery se používají kruhové kapiláry umístěné kolem stonku rostliny. Závlaha v nádobách je rovnoměrnější. Rozvody bývají vedené také podél rostlin nebo pod povrchem půdy. Rozvod lze přizpůsobit konkrétním požadavkům dané kultury (Pokluda et al. 2011). 30

V praxi se kapková závlaha nevyužívá pro závlahu malých kontejnerů do průměru 110 mm, kde by bylo zapotřebí velké množství kapilár. K závlaze velkých kontejnerů lze také místo kruhových kapilár umístit dvě jednoduché kapiláry na opačnou stranu kontejneru. Kapková závlaha vyžaduje pravidelnou kontrolu, kapkovače se mohou i přes kvalitní filtraci ucpávat případně mohou být povytaženy a kapat mimo kontejner čímž může velmi rychle docházet ke ztrátám obzvláště v horkých letních měsících. V tomto období je také potřeba provádět zálivku pouze v ranních nebo večerních hodinách, protože v průběhu dne může vlivem slunečního záření, stupat teplota vody v rozvodech až k teplotám okolo 70 °C, které poškozují kořeny rostlin.

3.16.5 Mikropostřik Systém mikropostřiku tvoří stabilní závlahová síť. Sestává jednak z podzemních potrubí, a to přívodního, z kterého odbočuje rozvodné potrubí, jednak z obvykle po povrchu vedených linek detailního rozvodu (zavlažovací potrubí) s mikropostřikovači napojenými na rozvodné potrubí (Spitz et al. 1998). Mikropostřik je obdoba zavlažovacích svrchních trysek, avšak umístěných těsně nad povrchem půdy. Rozvody mohou být umístěny v řadách podél rostlin nebo také po obvodu pěstebních záhonů. Trysky v tom případě směřují dovnitř k rostlinám (Pokluda et al. 2011). Mikropostřik je víceúčelový závlahový systém, který může dodávat vodu nejen pro účely hnojivých závlah, ale zvláště významná je využitelnost systému pro klimatizační a protimrazovou závlahu, neboť při volbě vhodného mikropostřikovače lze dosáhnou velmi nízkou intenzitu postřiku a potřebnou jemnost rozptylu vodních částic do ovzduší (Veverka 2003). 3.16.6 Metoda příliv odliv Náplava vody na pěstební stoly nebo uzavřené záhony k rostlinám pěstovaným v kontejnerech nebo v hydroponii. Dochází ke vzlínání vody do substrátu prostřednictvím kapilárních sil. V krátkém časovém úseku je třeba zajistit velký objem vody. Z důvodu rovnoměrnosti závlahy musí být pěstební stoly nivelovány, s mírným spádem k vypouštěcímu otvoru. Dobu potřebnou k náplavě stolů určuje jejich velikost, rychlost nátoku, množství a velikost kontejnerů a také typ použitého substrátu nebo aktuální klimatické podmínky (Pokluda et al. 2011). Příliv-odliv je vhodný pro specializované producenty velkých a jednotných partií rostlin. Tedy například jednoho druhu, odrůdy, termínu nasázení, stejného stadia 31

vývoje, které jsou ve společné závlahové sekci regulovány jedním režimem závlahy a výživy. Takové jednotné partie se v ČR vyrábí omezeně, proto nemá příliv odliv zatím u nás, na rozdíl od zahraničí, výrazné uplatnění (Pokluda et al. 2011).

3.16.7 Žlábková kultura Způsob pěstování, kdy jsou kontejnery umístěny ve vyspádovaných žlábcích, jimiž pomalu protéká voda. Jedná se o obdobu metody příliv odliv, při které je nižší riziko houbových chorob, díky lepší cirkulaci vzduchu mezi rostlinami (Nelson 2003).

3.16.8 Zavlažovací rohože Na pěstebních stolech je instalována vodonosná folie, zavlažovací netkaná textilie, kapilárový nebo kapkovací přívod vody a krycí jehličková folie. Stoly či záhony musí být ve spádu asi 0,3-0,5 % k místu odtoku vody. Přívod vody může být formou kapkovacích trubek po obvodu stolu či mezi řadami rostlin na podlaze, kapilárami z přívodních hadic nebo tryskami mikropostřiku. Výhodou tohoto systému je použitelnost pro různorodé porosty v jedné závlahové sekci.; rostliny o různých velikostech odeberou přiměřené množství vody. Úskalím je riziko zasolování substrátu a vysychání textilie v období vysokých teplot (Pokluda et al. 2011).

32

4. MATERIÁLY A METODY V této kapitole bude navržen a detailně popsán závlahový systém v dané lokalitě. Budou vypracovány dvě různé varianty řešení závlahového systému, přičemž v první bude kladen důraz na využití závlahy postřikem, kdežto ve druhé variantě bude navržen závlahový most. Obě varianty budou zhodnoceny z hlediska ekonomické a technické náročnosti.

4.1 Charakteristika provozu Provozovna firmy Květiny Milt se nachází v blízkosti centra Plzně, v ulici Lochotínská. Firma hospodaří přibližně na 6000 m2 z toho je 1200 m2 krytá plocha fóliovníků., které jsou postupně dostavovány nebo rekonstruovány. Nejstarší jsou fóliovníky označované A a B od francouzské firmy Richel každý s plochou 240 m2. První z nich má volnou pěstební plochu, která je pokryta školkovací folií. Druhý fóliovník je vybaven pěstebními stoly a zálivka je částečně automatizovaná. Fóliovníky s označením 1,2,3,4 byly postaveny na začátku 90. let a byly postupně zrekonstruovány v letech 2006-2008 firmou Konstrukce Schwarz. Jsou to fóliovníky s oblými boky s konstrukcí z pozinkovaných trubek o průměru 60 mm. V současné době jsou vybaveny dvojitou dofukovanou polyetylenovou folií typu EVA a automatickým bočním větráním. Pěstební plocha je betonová pokrytá vysoce nasákavou netkanou textilií Fóliovník C má stejnou konstrukci a vybavení jako čtyři předchozí, pouze pěstební plochou je volná půda. Celková plocha fóliovníku je 240 m2. Produkce je specializována na okrasné květiny určené z cca 70 % k vlastnímu maloprodeji a zbylých 30 % produkce je prodáváno velkoobchodně převážně zákazníkům z blízkého okolí. Provoz zajišťuje majitel a 3 stálí zaměstnanci. Na sezónní práce jsou navíc najímáni brigádníci.

33

Obr. 4: Lokalizace podniku

4.1.1 Klimatické podmínky Plocha pozemku je rovná s nadmořskou výškou 322 m n.m. Pozemek se nachází v mrazové kotlině, což v zimních měsících snižuje aktuální teplotu až o několik stupňů. Oblast je zařazena ve výrobním typu řepařsko-ječném a pšeničném. Převažující půdní typy v lokalitě jsou hnědozem a parendzina, to však nemá velký význam pro samotný provoz, jelikož 95 % rostlin je vyprodukováno v dovážených substrátech. Vliv zastínění je na pozemku minimální, a proto na něj při návrhu nebude brán zřetel. Na pozemku se nacházejí jen mírné svahy, které neovlivňují závlahové systémy. Rozmístění veškerých objektů a komunikací na ploše je znázorněno na obrázku č. 6 na straně 41.

34

4.1.2 Klimatické údaje ÚDAJ Průměrná roční teplota Průměrný roční úhrn srážek Počet dní se sněhovou pokrývkou Počet dní ledových (Tmax < 0) Počet dní arktických (Tmax < -10) Počet dní tropických (Tmax > 30) Srážky: Leden Únor Březen Duben Květen Červen Červenec Srpen Září Říjen Listopad Prosinec Průměrné teploty: Leden Únor Březen Duben Květen Červen Červenec Srpen Září Říjen Listopad Prosinec

PRŮMĚRNÁ HODNOTA (ZA ROK) 7,2°C 527 mm 45 25 1 16 26 mm 21 mm 24 mm 32 mm 74 mm 63 mm 82 mm 66 mm 38 mm 30 mm 28 mm 34 mm -0.5 °C -0.4 °C 3.8 °C 9.1 °C 14.1 °C 17.5 °C 19.2 °C 18.1 °C 14.3 °C 8.8 °C 4.2 °C 0.1 °C

Tab. 2: Klimatické údaje (převzato z www.in-pocasi.cz)

4.1.3 Pěstované kultury a jejich vláhové nároky Popis pěstebních a závlahových nároků nejvýznamnějších pěstovaných kultur. Chrysanthemum multiflorum – Cennou vlastností tohoto druhu je ranost, s možností pěstování v podmínkách přírodní délky dne, přičemž vykvétají koncem léta a na podzim. Řada odrůd je také vhodná pro řízené pěstování a termínování květu na pozdně jarní a letní období. Podle způsobu pěstování a termínu výsadby jsou použité různé velikosti konečných pěstebních nádob. Při venkovním pěstování velkých rostlin je obvyklá velikost květináčů s horním průměrem 160-210 mm, s objemem substrátu 2-4 l. Při pěstování je velmi důležitý spon. Dostatečná vzájemná vzdálenost rostlin od sebe rozhoduje o konečném tvaru a kvalitě rostlin. Při příliš hustém rozmístění mají 35

rostliny trychtýřovitý tvar, jsou neúměrně vysoké k velikosti květináče a ve spodní části jsou bez květů. O kvalitě také rozhoduje přiměřená závlaha. Při každé zálivce by měl být substrát plně provlhčen. Asi 10 % vody by mělo z květináče vytéct. Rostliny v plném vegetativním růstu je třeba zalévat dva až třikrát denně, hrozí však riziko přelití. Chryzantémy jsou totiž obecně citlivé na přebytek vody a při přelití dochází k poškození kořenů. Zavadnutí rostlin je nebezpečné zejména v počáteční fázi pěstování a nepříznivě ovlivňuje růst a rozvětvování. Ve druhé polovině pěstování, když jsou již vyvinutá poupata, je naopak mírný nedostatek vody prospěšný. Rostliny jsou pevnější, neprorůstají a rovnoměrněji nakvétají. Pro základní hnojení jsou doporučena hnojiva s postupným uvolňováním živin. Doporučená dávka je 6 kg na m3 substrátu, ale i vyšší. V případě že jsou rostliny během vegetace kontinuálně přihnojované, může být dávka základního hnojení nižší. Při přihnojování v každé zálivce je vhodná koncentrace okolo 0,05 %. Pokud se přihnojuje pouze jedenkrát týdně, je vhodná koncentrace 0,25-0,3 %. V době vegetativního růstu vyžadují chryzantémy ve výživě převahu dusíku, od fáze viditelných poupat převahu draslíku (Nachlinger 2006). Primula acaulis – Rostliny vyžadují propustný substrát s hodnotou pH 6,0-6,5. Při vyšším stupni pH trpí chlorózou, také jsou citlivé k vyššímu obsahu solí v substrátu. Proto se do 1 m3 substrátu nedává více než 1-2 kg vícesložkového hnojiva. Při zálivce se nepoužívá vyšší koncentrace hnojivých roztoků než 0,2 %. Nároky na živiny jsou středně vysoké s vyšší spotřebou draslíku. Vhodná teplota je od listopadu až do květní indukce 5-7 °C. Pro vývoj květů je to 10-12 °C ve dne a 7 °C v noci (Karlsson 2001). Správná zálivka je pro primule nejdůležitější v období klíčení a mladých rostlin. V této době nesmí substrát nikdy vyschnout. Mladé rostliny jsou také citlivé na přílišné nasycení vodou. Větší rostliny potřebují zálivku pravidelnou. Rostliny, které prochází suchem nebo jsou zavlažovány nerovnoměrně, mohou být znehodnoceny nekrózou na okrajích listů. Podobné příznaky může mít také vysoká hladina soli v substrátu (Karlsson 2001). Viola x witrckiana - Koranski (1990) doporučuje pro klíčení macešek 18 °C až 19 °C. Vyšší teploty než 32 °C po dobu delší než jeden den snižují klíčení až na 55 %. 36

Teplota při klíčení by měla být u stropu o 2 až 5 °C vyšší než u podlahy. Pro uniformitu růstu by měla v místnosti dobře fungovat cirkulace vzduchu. Vodní management je v mnoha ohledech daleko důležitější než teplotní. Voda je při klíčení a vývoji zásadní. V prvních 4 až 12 hodinách semeno nasaje všechnu vodu, kterou vyžaduje při klíčení. Další voda jen udržuje růstové médium vlhké (Koranski 1990). Semena potřebují velmi málo vody, ale co je důležitější, potřebují uniformní velikost částic vody. Čím menší je částice, tím lepší. Proto se s úspěchem používají vodní mlhy. Pro produkci macešek a částečně i pro produkci plugs, je zásadní kvalita vody. Koranski (1990) tvrdí, že voda by měla mít pH 5,5 s méně než 1 mS.cm-3 rozpustných solí. Zásaditost vody by měla být mezi 60 a 80 ppm bikarbonátů (HCO3). Pokud je HCO3 příliš, používá se pro redukci kyselina fosforečná, sírová nebo dusičná. Dalším důležitým faktem klíční médium. Ideální pH je od 5,5 do 5,8 s méně než 0,75 mS.cm-3 rozpustnými soleni. Ideální je médium s dolomitickým vápnem pro úpravu pH, mikronutrienty a malým nebo žádným obsahem superfosfátu. Médium musí být dostatečně kvalitní pro udržení vláhy, ale zároveň i propustné. Macešky se dají snadno přehnojit, což může způsobovat problémy v produkci. Absolutní množství rozpustných solí by mělo být pod 0,75 mS.cm-3 nebo pod 500 ppm. Většina pěstitelů doporučuje hnojení vápenatými nebo draselnými hnojivy. Při hnojení dusičnatými hnojivy mají rostliny sklon k bujnému růstu, a později se špatně přepravují. . Ve fázi mladých rostlin je pro udržování vlhkého média nezbytné mlžení, ale jen do určité míry. Sazenice by neměly být drženy mokré příliš. Po přehrnkování by noční teploty měly být od 18 do 19 °C, denní teploty kolem 20 °C. Vyšší teploty podporují vysoké, slabě rozvětvené rostliny. U podzimních macešek zapříčiňují vysoké teploty nutriční problémy a podporují vytahování rostlin. Maceškám by měly mezi zálivkami vyschnout, ale nikdy ne zvadnout. Neměly by být přelity. Dlouhodobě převlhčená půda zpožďuje kořenění a vede k nevyrovnanosti ve výživě.

37

4.1.4 Zdroj vody Zdrojem závlahové vody je kopaná studna s hloubkou 8m. V dané lokalitě je vysoká hladina spodní vody a pískovcové podloží. Studna dodává dostatek závlahové vody, hladina je ve studni 2m pod úrovní terénu. Voda má díky pískovému podloží přirozeně má vysokou kvalitu. Z provozního hlediska se jedná o ideální zdroj s nejnižšími možnými náklady.

4.1.5 Odběr a úprava Ze studny je voda odčerpávána dvěma ponornými čerpadly Einhell RG-DP 1035 N. Na čerpadla navazuje PE potrubí o průměru 4“, které odvádí vodu do fóliovníku B. Dále navazuje tlaková nádoba Dukla Aquamt o objemu 330 l a max. pracovním tlaku 10 bar, která slouží jako zásobníky čerpané vody. Ta zabezpečuje plynulý rozvod vody v potřebném rozsahu. Tím, že udržují zásobu vody pro okamžitou potřebu, prodlužují životnost čerpadla. Z tlakové nádoby vedou dva okruhy do potrubního systému 1. Vede přes dávkovací čerpadlo Dosatron D8R a je určen pro hnojivou závlahu. Čerpadlo lze nastavit pro dávkování v koncentraci 0,07-0,2 % při průtoku až 8m3.h-1. Druhý okruh vede mimo čerpadlo a je určen pro závlahu bez přídavku hnojiva. Z tlakové nádoby je vedeno potrubí PE-LLD do ostatních fóliovníků i na venkovní plochy.

38

Obr. 5: Tlaková nádoba s dávkovacím čerpadlem 4.1.6 Závlaha ve fóliovnících Fóliovníky 1,2,3,4 A a C jsou zavlažovány stabilními postřikovači Netafim SpinNet s průtokem 90 l.h-1 a průměrem zavlažování 4m. Každý fóliovník je vybaven vlastní redukcí tlaku. Postřikovače jsou rozmístěné ve výšce 1,8 m. pouze první 2 jsou snížené na 1,3 m aby zálivka nezasahovala do topných těles. Jednotlivé trysky jsou spuštěny z rozvodné PE trubky na hadičkách o průměru 5mm. Hlavní rozvod je rovněž z PE-LLD potrubí a je upevněn na konstrukci fóliovníku. Průměr potrubí je 3/4“. Trysky jsou umístěny ve 2 řadách. Jejich celkový počet je ve fóliovnících 1,2,3,4 26 a v C je počet 28. Každá řada je samostatně uzavíratelná. Provoz těchto závlah je plně manuální. Fóliovník B je vybaven posuvnými pěstebními stoly se systémem příliv odliv. Stoly mají rozměr 2 x 7 m. Horní část stolu je držena hliníkovým rámem s výztuží. Deska stolu je namontována na příčném trubkovém rámu a to v odstupu 0,5 m. Nohy stolu jsou 39

tvořeny konstrukcí tvaru "H", vyrobenou z ocelových trubek. Na horní straně noh jsou umístěny kladkové tyče, které jsou maticí s podložkou nastavovány do dokonalé horizontální polohy. Deska stolu je šedá plastová, tloušťky 2,8 mm. Do stolů není voda vedena přímo z potrubí jako u ostatních závlah. Voda je čerpána do zásobních nádrží umístěných v prostoru pod stoly. Z nádrží je voda přečerpávána do oběhu čerpadlem Sigma WORTEX JX 100 a je čištěna diskovým filtrem ARKAL, který odděluje částice do velikosti 130 µm. Každý stůl je vybaven dvoucestným elektromagnetickým ventilem Netafim series80 24V AC, který vpouští závlahovou vodu na pěstební plochu stolu ve stanovené časy Použitá voda je odváděna zpět do nádrží a je opakovaně používána. Závlah na stolech je řízena programovatelným ovladačem Weathermatic SmartLine sl 1600. Ten ovládá stoly ve čtyřech sekcích a umožňuje programování jednotky s nastavením závlahových dní, vícenásobné volitelné startovací časy a manuální vkládání doby závlahy. Možné jsou také manuální režimy spouštění cyklu i jednotlivých sekcí.

4.1.7 Závlaha venkovních ploch Největší, nekrytou zavlažovanou plochu tvoří cca 3000 m2 určených pro pěstování Chrysanthemum multiflorum. Tato plocha je využívána pouze pro tuto kultura a je využívána každý rok pouze od června do listopadu. Voda je na pozemek přiváděna PE potrubím o průměru o průměru 5/4“, je filtrována diskovým filtrem Arkal 3” Super, který odděluje nečistoty do velikosti 130µm a umožňuje průtok 50 m3.h-1. Jedná se o kapkovou závlahu, která je rozdělena do 5 sekcí. Na začátku každé sekce je vlastní elektromagnetický ventil Netafim 3/4“ 24 V AC. Zálivka je automatizovaná pomocí programovatelného ovladače závlah, Miracle plus. Automatizace zálivky je pouze částečná, interval je nastavován na závlahu 2-3x denně, čas i délka intervalů je nastavována ručně a je tedy potřeba jí průběžně během vegetace nebo v závislosti na aktuálních povětrnostních podmínkách upravovat. Všechny sekce se skládají s PE hadice o průměru 3/4", na ní jsou umístěny rozdělovače se čtyřmi 3,5 mm pružnými hadičkami z měkčeného PE, na jejichž konci jsou umístěny kapkovací jehly. Jehly jsou vybaveny labyrintem s velkým průchozím profilem a filtrem na vstupu do kapkovače, který zajišťuje spolehlivou činnost i při horší kvalitě vody. Jehly umožňují průtok maximálně 3,2 l.h-1 při tlaku 2 bar. Ostatní venkovní plochy jsou zavlažovány manuálně. 40

Obr. 6: Schéma zavlažovaných ploch 4.1.8 Popis fóliovníku, pro který bude navrhována závlaha Jedná se o fóliovník postavený v roce 2012 německou firmou Schik und Bieber. Rozměry jsou 10 m na šířku 28 m na délku a 2,1 m ve žlabu. 41

Obr. 7: Fóliovník 4.1.9 Konstrukce Fóliovník je krytý dvojitou dofukovanou fólií, čela jsou polykarbonátová. Na bocích fóliovníku je podezdívka z izolačních sendvičových panelů do výšky 0,5 m. Konstrukce je provede z obdélníkových pozinkovaných trubek průměru 65 mm a síle stěny 3 mm. Přístup do fóliovníku je pouze z jedné strany posuvnými dveřmi. Větrání je zajištěné stahovací fólií na bocích po obou stranách a po celé délce.

4.1.10 Pěstební plocha a pěstované kultu Ve fóliovníku se pěstované kultury obměňují třikrát za rok. V období listopad až březen je pěstována kultura: 

Primula acaulis

V období duben až červen jsou pěstovány balkonové rostliny. Množství rostlin u jednotlivých druhů je přibližně 100-1000 ks. Jsou to druhy: 

Ageratum houstonianum



Argyranthemum frutescens



Cuphe ignea



Cuphea ilavea



Dichondra micrantha



Glechoma hederacea



Helichrysum petiolare



Heliotropium arborescens 42



Lobelia erinus



Lysimachia congestiflora



Petunia x hybrida



Plectranthus forsteri



Salvia splendens



Sanvitalia procumbens



Verbena x hybrida

Pěstební plochou je volná půda pokrytá školkovací fólií, která se po vyexpedování balkonových rostlin odkrývá a využívá se volná pěstební plocha. Jedná se o období od června do listopadu. V této době jsou pěstovány květiny k řezu: 

Amaranthus caudatus



Heliantus annus



Chrysanthemum grandiflorum (řízná kultura)



Molucela laevis



Eustoma grandiflorum

Největší plochu zabírá řízená kultura Chrysanthemum grandiflorum s množstvím 2000 ks, ostatní kultury jsou v množství 100 až 300 ks.

4.1.11 Přípojka vody V čele fóliovníku je přípojka s objemovým průtokem 70 l.min-1 v PE-LLD potrubí průměru 32 mm.

4.2 Varianta A Návrh závlahy stabilními postřikovači. Zhotovení závlahy bude uskutečněno vlastními silami. Všechny potřebné komponenty jsou zvoleny podle ceníků firem Netafim s.r.o., Likost s.r.o. a Agrotherm s.r.o

43

4.2.1 Konstrukce Závlah postřik se stejným principem jako v ostatních fóliovnících. Jedná se o PE potrubí o průměru 3/4“ vedené ve 4 řadách. Potrubí je připevněno ke konstrukci fóliovníku a zároveň k napnutému ocelovému lanku. Z potrubí jsou zavěšeny hadičky délky 300 mm nesoucí jednotlivé postřikovače. 4.2.2 Postřikovače Budou použity postřikovače Netafim SpinNet s průtokem 90 l.h-1. Postřikovaný průměr je 4 m při tlaku 2 bar. Výrobcem doporučená výška zavěšení je 1,8 m. Postřikovače jsou vybavené systémem A.D.V (Anti Drain Valve) proti vykapávání, který uzavírá přívod vody do postřikovače při poklesu tlaku vody pod 0,7 bar.

Obr. 8: Konstrukce trysky SpinNet (převzato z www.nrtafim.cz): Výrobcem jsou doporučovány tři varianty sponu, každá s rozdílným úhrnem zálivkové vody. Tlak (bar) Spon ve výšce 1,8 m Úhrn mm.h-1

2,0

1,0x2,0

17

2,0x2,6

11

1,0x2,2

25

Zvolený Spon je 2,6 x 2,0 m jelikož nejlépe odpovídá rozměrů zavlažované plochy. Celkový počet postřikovačů je 56. Při tomto sponu je celkový úhrn závlahové vody 11 mm.h-1.

44

4.2.3 Potrubí a tvarovky Jako rozvodné potrubí je použito potrubí LLDPE 32x3, 0 PN 10. Pro spojení jednotlivých částí potrubí jsou použity T-kusy 32x25x32. Pro napojení postřikovačů jsou použity hadičky o délce 300 mm. Spojení mezi hadičkou a potrubím je tvořeno plastovým konektorem.

4.2.4 Ovládací jednotka Pro automatizaci závlahy byla zvolena ovládací jednotka Orbit T4. Ta nabízí plně automatické, poloautomatické nebo manuální naprogramování zavlažovacích ventilů. Umožňuje ovládání 4 ventilů ve 2 nezávislých programech.

4.2.5 Elektromagnetický ventil Jednotlivé řady jsou uzavírané elektromagnetickými ventily Netafim series80 24 V AC. Který pouští vodu do systému pouze v určené časy. Po ukončení závlahového cyklu je automaticky uzavírán. Ventily mají také možnost regulace průtoku a ručního ovládání. Propojení ventilů a ovládací jednotky je uskutečněno pomocí ovládacích kabelů.

Obr. 9: Elektromagnetický ventil (převzato z www.netafimusa.com)

45

4.2.6 Kalkulace V následující tabulce je uveden celkový přehled cen jednotlivých komponentů závlahového systému podle letošních ceníků firem Netafim s r.o. a Likost s.r.o. Dále je uvedena přibližná kalkulace za práci potřebnou ke zhotovení závlahy.

Položka

Množství

Cena za jednotku Celková cena [Kč]

[Ks], [m], [h]

[Kč]

Elektrický ventil 3/4“ 4 ks

760

3 040

Postřikovač SpinNet

56 ks

80

4 480

Trubka PE-LLD

155 m

24,50

3 797,50

T-kus 32x3

3 ks

88

264

Koleno 32mm

4 ks

44,50

133,5

Ovládací jednotka

1 ks

1 867

1 887

Práce

8h

250

2 000

Celková cena této varianty je 15 602 Kč bez DPH.

4.3 Varianta B V této variantě bude navržen závlahový most. Principem mostové závlahy je závlahový most přes celou šíři např. fóliovníku, který koná přímočarý pohyb přes celou délku kryté plochy tam i zpět a aplikuje dávku závlahové vody. Ten představuje komplexní systém, který vyžaduje provedení odbornou firmou a není možné jej v podniku uskutečnit vlastními silami.

4.3.1 Konstrukce Mostová závlaha zavěšená na dvou kolejnicích vedoucích po celé délce dráhy závlahy. Tyto kolejnice jsou uchyceny k vodorovným příčkám konstrukce fóliovníku. Most se skládá z pojezdové základny pojíždějící na kolejnicích, na kterou je napojen vodorovný nosný profil. Z tohoto profilu se spouští dvě ramena nesoucí příčníky s uchycenými závlahovými linkami.

46

Obr. 10: Mostová závlaha (převzato z www.konstrukceschwartz.cz)

4.3.2 Pohon Jednofázový elektromotor 230 V, příkon 0,37 kW. Rozvaděč s ovládáním. Napětí 230 V.

4.3.3 Ovládací počítač Zajišťuje pohyb vpřed a vzad (automatický, ruční nebo nepřetržitý cyklus). Rychlost pojezdu nastavitelná na 2-16 m.min-1. Zavlažování je jednosměrné nebo obousměrné. Možnost

programování

cyklů,

časovač

tlakování

před

rozjezdem,

zónování

s nastavitelnou rychlostí pojezdu.

4.3.4 Zavlažování Jedna linka s tryskami SF11006 s průtokem 1,96 l.min-1 při tlaku 2 bar. Až 2,8 l.min-1 při tlaku 4 bar. Na krajích jsou trysky zdvojeny kvůli většímu dávkování závlahy, aby nedocházelo k prosychání u krajů.

47

4.3.5 Uchycení hadice Hadice přívodu závlahové vody je přichycena v pojízdných prvcích a tažena ve vodicích kolejnicích. Hadice se posunuje souběžně s pohybem závlahového mostu, je dopínána vodicím kolem potahovaným před závlahovým mostem.

4.3.6 Cenová nabídka Nabídka na zhotovení celého systému byla vytvořena firmou Konstrukce Schwarz a byla stanovena na 178 000 Kč bez DPH. Celková cena zahrnuje materiál, dopravu, montáž a zaučení obsluhy. Cenu jednotlivých komponentů ani jejich dodavatele si firma nepřeje uvádět.

48

5. DISKUZE Závlaha je velmi důležitým prvkem při pěstování téměř jakékoliv okrasné rostliny. Při pěstování v krytých stavbách jako jsou skleníky nebo fóliovníky se závlaha stává zcela nepostradatelnou. Prvním krokem při budování závlahy je volba nejvhodnějšího závlahového systému pro konkrétní pěstební plochu. Při výběru je potřeba zvážit mnoho faktorů. Těmi nejdůležitějšími jsou pěstované kultury a jejich závlahové nároky. Zapotřebí je také hodnocení nákladů na zřízení závlahy a její provoz a na to jak se tyto náklady promítnou v ceně výsledného produktu. V případě návrhů zpracovaných v této práci se jedná o nově postavený fóliovník, který je využíván intenzivně a celoročně rozdílnými kulturami. Větší část roku se jedná o hrnkové rostliny. Pro ty je velmi vhodnou metodou například pěstování na stolech, se systémem příliv odliv. Tato možnost však není v tomto případě použitelná z důvodů nutnosti využívat volnou pěstební plochu po zbytek roku. Příliv odliv je také velmi náročná metoda na pořizovací náklady. Pravděpodobně by tedy nemohla cenově konkurovat zvoleným metodám ani s ohledem na úsporu místa, kterou posuvné stoly umožňují. Pro kultury k řezu pěstované ve volné půdě je také možné zvolit jiné vhodné metody. Příkladem může být závlaha kapkovací hadicí, jejíž výhodou je dodávání závlahové vody přímo ke kořenům. Tato vlastnost je výhodná obzvláště v období kvetení, kdy většina pěstovaných rostlin nesnáší závlahu na květ. Týká se to v první řadě chryzantém, které jsou velmi náchylné k plísni šedé. Z toho důvodu je potřeba doplňková manuální závlaha pod úrovní květů. Kapkovací hadice by ovšem byly vyžity jen po kratší část roku, to znamená, že návratnost investice by byla dlouhá. Navíc by byla potřeba závlahu opakovaně instalovat a rozebírat. Další obtíží je potřeba závlahu někde dlouhodobě uskladňovat. Pro návrh byly zvoleny dvě různé závlahy pomocí trysek, které umožňují závlahu kultu během téměř celého roku. Ve variantě A je navržena závlaha stabilními tryskami, varianta B je závlahový most. Obě varianty dodávají závlahovou vody pomocí trysek umístěných nad porostem. To může u některých rostlin být částečně limitující faktor především v době květu i přesto se tyto varianty jeví v daném provozu jako nejpoužitelnější. Mostová závlaha má oproti té stabilní několik výhod. Tou nejvýznamnější je rovnoměrnost závlahy, kterou neumožňuje žádný jiný způsob. Takto rovnoměrná 49

závlaha má největší význam v případě porostů, kde je vyžadován vysoký stupeň unifikace rostlin. Vzhledem k tomu, že rostliny jsou v tomto případě expedovány probírkou, není zde potřeba unifikace tak vysoká. Další výhodou mostové závlahy je možnost programovat rozsah pojezdu. To může být velmi přínosná funkce v případě, že je vyexpedována pouze část produkce a není tedy potřeba zalívat celou plochu. Další možností je i programování zón s rozdílnou intenzitou závlahy pro kultury s rozdílnými vláhovými nároky. Vzhledem k tomu že zálivka hnojivá může to představovat jistou úsporu nákladů. V případě pevných trysek lze tyto funkce částečně nahradit tím, že každá řada trysek má vlastní elektromagnetický ventil a je tedy samostatně uzavíratelná. Výrazný rozdíl u navrhovaných variant je ve výsledné ceně. Varianta A se stabilními tryskami by vyšla na 15 602 Kč, Varianta B se závlahovým mostem vychází na 178 000 Kč. Rozdíl je tedy více než jedenáctinásobný ve prospěch varianty A. Důvodem takto vysokého rozdílu je velká konstrukční náročnost závlahového mostu. Cenu zvyšuje také potřeba motoru pro pohon mostu nebo výrazně složitější řídící jednotka. Rozdíl v ceně je způsoben také vysokými fixními náklady na mostovou závlahu, to znamená, že kdyby tato závlaha byla instalována do delšího fóliovníku, cena za 1m by se snižovala. Naopak u stabilních trysek by cena na 1 m zůstávala téměř stejná. Stabilní trysky nedosahují kvality závlahového mostu. To se týká především rovnoměrnosti závlahy. Ale i varianta B má v tomto ohledu slušnou úroveň díky použití trysek Netafim SpinNet které jsou na vysoké úrovni a ve svém segmentu představují špičku. Především díky konstrukci bez můstku, která trysce nesnižuje postřikovanou plochu a také díky systému A.D.V. (Anti Drain Valve), který zabraňuje vykapávání a brání tak přemokření rostlin pod tryskou. Vzhledem k popsaným rozdílům obou systémů se v tomto konkrétním provozu jeví jako výhodnější použití pevných trysek. Přesto, že závlahový most má některé dílčí výhody je cenový rozdíl velmi výrazný a vliv na kvalitu produkce by neměl výrazný vliv na konečný zisk. Mostová závlaha se tak jeví jako velmi vhodný systém do výrazně větších provozů s vysokou úrovní automatizace a nízkým podílem manuální práce. Využití najde také v provozech s potřebou vysokého stupně unifikace, jako jsou množárny nebo lesní školky. 50

V lesních školkách jsou v současné době kladeny vysoké nároky na jednotnost mladých porostů v sadbovačích. V tomto případě jsou investovány značné prostředky již do přípravy osiva a substrátu tak aby porost byl jednotný celý systém je také koncipován tak aby během vegetace nebyl nutný přístup mezi rostliny. V případě nerovnoměrné závlahy by docházelo k neefektivnosti tohoto způsobu a byly by zmařeny předchozí kroky. V takovém případě je tedy mostová závlaha nezbytná (Schwarz 2013). V případě malého zahradnického provozu ve zdejších podmínkách stále zůstává vysoký podíl manuální práce, které je ve srovnání se západní Evropou poměrně levná. V důsledku toho, že většina produkce je prodána maloobchodně ve vlastní prodejně je důležitá také nutnost udržovat velmi široký sortiment přičemž některé druhy jsou pěstovány jen v počtech desítek či stovek kusů. Díky tomu není potřeba ani vysoká úroveň unifikace kultur. Vysoká úroveň automatizace tak není možná a vzhledem k vysokým pořizovacím nákladům by ani nebyla rentabilní.

51

6. ZÁVĚR Závlaha je jedním z nejdůležitějších faktorů ovlivňujících kvalitu rostlin, pěstovaných jak ve sklenících či fóliovnících, tak i na venkovních plochách. Představuje také nemalou položku v nákladech na produkci a je tedy nutné věnovat velkou pozornost výběru vhodného závlahového systém. V této práci je popsána situace konkrétního, malého zahradnického provozu. Studie závlahového systému a výčet pěstovaných kultur, u významných kultur je stručně popsán pěstební systém a vláhové nároky. Návrh závlahového systému se zabývá dvěma různými způsoby závlahy v nově zbudovaném fóliovníku. Navrhovanými variantami jsou závlahový most a závlaha stabilními tryskami. Základní princip obou systémů je obdobný i přesto jsou mezi oběma způsoby rozdíly. Závlahový most, má oproti pevným tryskám nezanedbatelné výhody. Největší předností závlahového mostu je rovnoměrnost zálivky. Ta je ovšem vyvážena jedenáctinásobnou cenou celého systému oproti stabilním tryskám. Takový cenový rozdíl neodpovídá vlivu na kvalitu produkce a doporučením je tedy použití levnější varianty.

52

7. SOUHRN Tato Diplomová práce podává přehled vhodných závlahových technologií pro malá specializovaná zahradnictví, jejich princip, použití a funkci. V druhé části práce jsou zhotoveny dva návrh závlahového systému pro fóliovník zahradnickém provozu firmy Květiny Milt. Varianta A představuje mostovou závlahu. Varianta B je závlaha stabilními tryskami. Na základě rozhodovací analýzy byla doporučena varianta B pro svou finanční výhodnost.

Klíčová slova – závlaha, závlahové systémy, vláhové nároky, závlaha fóliovníku, malý zahradnický provoz

53

8. RESUME This Diploma thesis provides an overview of the current technologies used in the small specialized horticulture company and describes their principles, usage and function. Second part of the thesis is describing a draft of irrigation system of the greenhouse in Květiny Milt company. Two different options are discussed. Option A is a boom irrigation system. Option B is irrigation by sprinklers. The version B was recommended on the basis of decision analysis. One of the main reasons was financial profitability.

Key words - irrigation, irrigation systems, irrigational requirement, greenhouse irrigation, small horticulture company

54

9. POUŽITÁ LITERATURA ANONYM. Dávkovací čerpadla DOSATRON. VARISCO PUMPEN S.R.O. [online]. 2012 [cit. 2013-03-09]. Dostupné z WWW: . ANONYM. Hydrodynamická čerpadla. Druhy čerpadel [online]. 2010 [cit. 2013-0308]. Dostupné z WWW: .

ANONYM. Mazzei Venturi Injectors. Mazzei [online]. 2010 [cit. 2013-03-10]. Dostupné z WWW: .

CAMPBELL, N. A. a REECE, J. B. Biologie. 1. vyd. Brno: Computer Press, 2006, 1332 s. ISBN 80-251-1178-4.

CARLSON, W, 1989. One to Grow On: Perfect Pansy Production. Greenhouse Grower, 7 (12), 18. ISSN 0745-7324. CARLSON, W. 1990. How to Build a Germination Room. Greenhouse Grower’s Plug Guide GrowerTalks, 8 (11), 16-17. ČSN. Rozdělení a terminologie čerpadel. Praha: Český normalizační institut, 1994. GROZMAN, P. Zavlažujeme zahradu. 1. vyd. Praha: Grada, 2006, 111 s. ISBN 80-2471663-1. In-pocasi [online]. 2012 [cit.2013-04-20]. Dostupné z WWW: .

KARLSSON, M. G., 2001. Primula Culture and Production. HortTechnology, 11, 627635. ISSN 627-635.

55

KORANSKI, D., KARLOVICH, P., AL-HEMAID, A., 1989. The Latest Research on Holding and Shipping Plugs. GrowerTalks, 53 (8), 72-79. ISSN 0276-9433.

KORANSKI, D., 1990. Factors That Affect Germination. Presentation at the International Floriculture Industry Short Course. Columbus, Ohio, July 7, 1990. MAROUŠEK, J. Zavlažování. 1. vyd. Brno: ERA, 2008, 111 s. ISBN 978-80-7366-1199. NACHTLINGER, Z., 2006. Chryzantémy skupiny Multiflora. Zahradnictví, 10, 24-25. ISSN 1213-7596. Netafim [online]. 2012 [cit. 2013-03-10]. Dostupné z WWW: <www.netafim.cz>. PROCHÁZKA, S. Fyziologie rostlin. 1. vyd. Praha: Academia, 1998, 484 s. ISBN 80200-0586-2. SCHWARZ, P. Ústní sdělení, 2013. SLAVÍK, L. Závlahy pro pěstitele speciálních plodin a zahrádkáře. 2. vyd. Praha: Ústav zemědělských a potravinářských informací, 2002, 45 s. ISBN 80-7105-124-1. SPITZ, P., SLAVÍK, L., ZAVADIL, J. Progresivní úsporná závlahová zařízení a jejich využívání. 1. vyd. Praha: Výzkumný ústav meliorací a ochrany půdy, 1998, 61 s.

STYER, R. C. a KORANSKI, S. D. Plug & transplant production: a grower's guide. Batavia, Illinois: Ball Pub, 1997, 374 s. ISBN 188305214-9. ŠEBÁNEK, J. et al. Fyziologie rostlin. 1. vyd. Praha: SZN, 1983, 558 s. TŮMA, J. Zavlažujeme zahradu: moderní hospodaření s vodou. 1. vyd. Praha: Grada, 2001, 115 s. ISBN 80-247-0083-2.

56

VEVERKA, V. Speciální mechanizace: závlahová technika pro zahradnictví. 1. vyd. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita, 2003, 83 s. ISBN 80-7157-738-3.

Obrázky:

Alevelnotes

[online].

2011

[cit.

2013-04-08].

Dostupný

z

WWW:

. Konstrukce Schwarz [online]. 2012 [cit. 2013-04-10]. Dostupné z WWW: .

Netafim

[online].

2012

[cit.

2013-04-10].

Dostupné

z

WWW:

Dostupné

z

WWW:

.

Netafim

[online].

2012

[cit.

2013-04-10].

.

57