Werkblad voor les 11:
De rol van engineering in duurzame landbouw
Leerdoelen:
2. Leerlingen leren over het belang van het aansluiten van sensoren in permacultuur
3. Leerlingen leren over duurzame irrigatiesystemen en voorbeelden uit permacultuur
Introductie
Deze unit heeft tot doel de rol te onderzoeken die engineering speelt bij de ontwikkeling van duurzame landbouwpraktijken door te kijken naar het gebruik van elektronische systemen en technologie in permacultuur. Hierdoor leren we over verschillende soorten sensoren en machines die veel worden gebruikt in permacultuur, het belang van het aansluiten van sensoren in permacultuur, en leren we duurzame irrigatiesystemen kennen.
Permacultuur assisteren met elektronische systemen
De integratie van technologie in permacultuur wordt steeds belangrijker omdat elektronische systemen op een groot aantal gebieden worden gebruikt, van industrie tot landbouw. Vooruitgang op het gebied van bodemmonitoring, meteorologie, mapping, groeicontrole en laboratoriumapparatuur die wordt gebruikt in landbouwactiviteiten, zorgt voor meer informatie en beter inzicht in het productieproces, waardoor meer efficiëntie en winstgevendheid mogelijk wordt.
Het gebruik van technologie in permacultuur is van cruciaal belang voor het concurrentievermogen op de markt. De uitdagingen van een tekort aan mankracht, beperkingen op het uitbreiden van teeltgebieden en de behoefte aan economische, ecologische en sociale duurzaamheid in de permacultuursector hebben de inspanningen op het gebied van onderzoek, ontwikkeling en innovatie gestimuleerd. Een trend om deze uitdagingen het hoofd te bieden, is het gebruik van elektronische systemen op gebieden als landbouwmachines, irrigatie, controle, verwerking, opslag en informatiebeheer.
Elektronische sensoren, telecommunicatiebronnen, elektrische commando’s en hydraulische en pneumatische operaties zijn enkele van de technologieën die samenwerken om maximale precisie en behendigheid te bieden. Dit resulteert in machines die zijn uitgerust met functies zoals automatische piloot, locators, trackers, zaadtellers en stroomregeling in veldsprayers. Deze technologieën helpen de groeiomstandigheden te optimaliseren en beter geïnformeerde beslissingen te nemen over watergebruik, gewasselectie en andere managementpraktijken. Bovendien kunnen door het verbinden van sensoren systemen op afstand worden bewaakt en geautomatiseerd, waardoor ze efficiënter worden en er minder handmatig werk nodig is.
Over het algemeen is de toepassing van technologie in de permacultuursector van fundamenteel belang voor het concurrentievermogen op de markt. Het helpt de efficiëntie, productiviteit en productieprocessen te verbeteren. Het gebruik van elektronische systemen in permacultuur kan ook helpen om de uitdagingen van een tekort aan mankracht, beperkingen op uitbreiding van teeltgebieden en de behoefte aan economische, ecologische en sociale duurzaamheid te overwinnen.
Het belang van sensoren in permacultuur
Voordelen van sensoren in permacultuur
De agrarische sector is continu in ontwikkeling en sensoren worden steeds belangrijker bij het extraheren van informatie. Aangezien de toekomst van de landbouw, en specifieke soorten gewassen zoals permacultuur, de integratie van technologie in haar processen vereisen, zijn sensoren een cruciaal voorbeeld van dit gebruik. Ze kunnen voor verschillende doeleinden worden gebruikt, zoals:
• Vroege detectie van plagen: Met sensoren is het mogelijk om plagen en ziekten die gewassen bedreigen snel te detecteren en te identificeren. Deze sensoren kunnen verschillende omgevingsfactoren zoals temperatuur, zonnestraling en vochtigheid in bladeren of afbeeldingen van de stam detecteren om de aanwezigheid van schadelijke elementen te identificeren.
• Waterbeheer: Irrigatie is een van de belangrijkste landbouwactiviteiten, omdat het slagen of mislukken van een oogst ervan afhangt. Sensoren kunnen worden gebruikt om bodemvocht, pH-waarden en andere factoren te meten om het gebruik van water te optimaliseren en het best mogelijke product te produceren.
Door deze data met behulp van Artificial Intelligence te verzamelen en te analyseren, kunnen nauwkeurige projecties van de hoeveelheid water, irrigatietijd, mineralen en voedingsstoffen worden verkregen om het watergebruik verder te optimaliseren.
• Hogere winstgevendheid: het gebruik van precisiemethoden zoals sensoren voor productieprocessen kan de winstgevendheid aanzienlijk verhogen. Door gebruik te maken van technologie en real-time data kunnen boeren een substantieel voordeel hebben ten opzichte van traditionele methodes. Bovendien kunnen door analyse van de gegevens van de sensoren onnodige en contraproductieve processen
binnen de plantages worden geïdentificeerd en geëlimineerd, wat resulteert in een hogere winstgevendheid.
Het gebruik van sensoren in de landbouw, met name in permacultuur, kan de efficiëntie, productiviteit en duurzaamheid van landbouwsystemen aanzienlijk verbeteren. De mogelijkheid om gegevens in realtime te verzamelen en te analyseren, zorgt voor beter geïnformeerde beslissingen, wat resulteert in betere gewasopbrengsten, producten van hogere kwaliteit en een efficiënter gebruik van hulpbronnen.
Soorten sensoren die worden gebruikt in permacultuur
Er zijn verschillende soorten sensoren op de markt die reageren op verschillende prikkels zoals warmte, vochtigheid, druk, beweging, licht en andere. Enkele voorbeelden van veelgebruikte sensoren in permacultuur zijn:
Bodemvochtsensor; Pluviometer;
PH-sensor; Temperatuursensor; Anemometer
Bodemvochtsensor
Een bodemvochtsensor is een apparaat dat wordt gebruikt om de vochtigheid van de bodem te detecteren. Het meet het volumetrische gehalte aan water in de bodem en levert een output die het vochtgehalte weergeeft. Deze output kan de vorm hebben van zowel digitale als analoge signalen en kan worden aangepast met behulp van een potentiometer om het drempelniveau in te stellen. De bodemvochtsensor bestaat meestal uit twee sondes die worden gebruikt om het vochtgehalte van de bodem te detecteren. Deze sondes zijn gecoat met onderdompelingsgoud, wat ze beschermt tegen oxidatie. De sondes werken door een elektrische stroom door de grond te sturen en de sensor leest vervolgens de weerstand om het vochtniveau te bepalen. De twee sondes worden in de grond gestoken en de sensor gebruikt het weerstandsverschil tussen de twee sondes om het vochtgehalte te bepalen. Het gebruik van een bodemvochtsensor in permacultuur is essentieel voor efficiënt waterbeheer. Het helpt het vochtgehalte van de bodem te bewaken, wat kan worden gebruikt om weloverwogen beslissingen te nemen over irrigatie. Met behulp van een bodemvochtsensor kunnen boeren het gebruik van waterbronnen optimaliseren, waterverspilling verminderen en de productiviteit van gewassen verhogen.
Bovendien speelt de bodemvochtsensor een cruciale rol bij de vroege detectie van plagen en ziekten, omdat hij veranderingen in het bodemvochtgehalte kan detecteren die kunnen wijzen op de aanwezigheid van schadelijke elementen. Door een bodemvochtsensor te gebruiken, kunnen boeren potentiële problemen snel identificeren en aanpakken, wat kan helpen om schade aan gewassen te minimaliseren. Daarnaast kan het gebruik ervan in combinatie met andere sensoren en technologie, zoals Artificial Intelligence, nog meer inzicht geven in de gezondheid van gewassen en bodem. Het kan worden gebruikt om gegevens te analyseren en voorspellingen te doen over toekomstige vochtigheidsniveaus, irrigatieschema’s en andere factoren die de groei en productiviteit van gewassen kunnen beïnvloeden.
Een bodemvochtsensor is een belangrijk hulpmiddel voor het bewaken en optimaliseren van het gebruik van waterbronnen in permacultuur. Het kan boeren helpen om weloverwogen beslissingen te nemen over irrigatie, plagen en ziekten op te sporen en de productiviteit van gewassen te maximaliseren. Het gebruik van bodemvochtsensoren in permacultuur kan de efficiëntie en duurzaamheid van landbouwsystemen aanzienlijk verbeteren.
Het belang van bodemvochtanalyse in permacultuur
Zoals eerder vermeld, is bodemvochtanalyse steeds belangrijker geworden in permacultuur, omdat het een efficiënter gebruik van water en elektriciteit mogelijk maakt en ziekten in gewassen voorkomt. Door de hoeveelheid water in een bepaald deel van een boerderij te monitoren, kunnen boeren alleen water geven wanneer dat nodig is, waardoor de water- en elektriciteitskosten dalen. Bovendien, door te weten welke delen van de boerderij water gemakkelijker of moeilijker vasthouden, kunnen boeren betere beslissingen nemen over waar ze moeten planten en hoe ze de boerderij moeten beheren.
Een goed bodemvochtgehalte is cruciaal voor plantvorming en hoge
gewasopbrengsten in permacultuur. Water dient niet alleen als vochthersteller, maar ook als temperatuurregulator. Bodemvocht is dus afhankelijk van factoren als neerslag, waterverbruik door planten en luchttemperatuur. Water speelt ook een cruciale rol in andere aspecten van permacultuur, zoals het beïnvloeden van de bodemtemperatuur, het fungeren als oplosmiddel en drager van voedingsstoffen voor planten, het voorkomen van bodemerosie en het voorbereiden van velden voor beplanting.
Het kennen van het vochtgehalte is van groot belang voor de opbrengst, zodat planten niet groeien en zich ontwikkelen onder ontoereikende omstandigheden. Op basis van bodemvochtgegevens zijn boeren beter voorbereid en kunnen ze de hoeveelheid vochtigheid die ze op verschillende tijdstippen van het jaar kunnen verwachten, beter voorspellen, waardoor ze plantactiviteiten, onderhoud, spuiten van landbouwchemicaliën of kunstmest en oogsten beter kunnen plannen.
Bodemvochtgegevens worden gewoonlijk verkregen door de selectie en analyse van bodemmonsters in het veld of in het laboratorium. Met de installatie van een bodemvochtsysteem kunnen de metingen en bewaking van de bodemgesteldheid in het bewaakte gebied echter eenvoudig worden verkregen. Dit vergemakkelijkt de metingen en opvolging van de bodemgesteldheid, waardoor het proces efficiënter en nauwkeuriger wordt.
Pluviometer
De pluviometer is een sensor die wordt gebruikt om de hoeveelheid neerslag, zoals regen of sneeuw, te meten. Deze sensor kan belangrijke informatie geven over irrigatiegeschiedenissen, die kunnen worden gebruikt om beter geïnformeerde beslissingen te nemen over irrigatie. Door de hoeveelheid neerslag te meten, kunnen boeren bepalen of er voldoende regen valt of dat extra irrigatie nodig is.
De pluviometer bestaat normaal gesproken uit een opvangbak, zoals een trechter, die de neerslag opvangt, en een sensor die de hoeveelheid opgevangen neerslag meet. De sensor kan worden aangesloten op een datalogger of ander elektronisch apparaat dat de gegevens kan opslaan en analyseren.
Het gebruik van een pluviometer in permacultuur kan de efficiëntie en duurzaamheid van landbouwsystemen aanzienlijk verbeteren. Door de hoeveelheid neerslag te meten, kunnen boeren beter geïnformeerde beslissingen nemen over irrigatie, het verminderen van waterverspilling en het verhogen van de gewasproductiviteit.
Bovendien kunnen de gegevens die door de pluviometer worden verzameld, worden gebruikt om toekomstige neerslagniveaus te voorspellen en nauwkeurigere irrigatieschema’s te maken. Daarom speelt de pluviometer een cruciale rol bij het monitoren van weerpatronen, omdat hij veranderingen in neerslagniveaus kan detecteren die kunnen wijzen op de aanwezigheid van extreme weersomstandigheden, zoals droogte of overstromingen. Door een pluviometer te gebruiken, kunnen boeren potentiële problemen identificeren en snel aanpakken, wat kan helpen om schade aan gewassen te minimaliseren en zich voor te bereiden op toekomstige weerpatronen.
pH Sensor
De pH-sensor is een apparaat dat wordt gebruikt om de zuurgraad of alkaliteit van de bodem te meten. De pH-schaal loopt van 0 tot 14, en een pH-waarde van minder dan 7 wordt als zuur beschouwd, een pH-waarde van meer dan 7 wordt als basisch beschouwd en een pH-waarde van 7 wordt als neutraal beschouwd. De ideale pH voor plantengroei en -ontwikkeling is 7, maar sommige planten kunnen licht zure pH- waarden verdragen.
Bodem-pH-sensoren zijn doorgaans water- en stofdicht en zijn ontworpen om direct in de grond te worden gestoken om een meting uit te voeren. De sensor bestaat doorgaans uit twee elektroden: een daarvan is gevoelig voor waterstofionen en een spanningsmeetcircuit dat de activiteit van waterstofionen omzet in een pH-waarde.
Het gebruik van een pH-sensor in permacultuur is essentieel voor het bewaken van de zuurgraad of alkaliteit van de bodem. Het helpt boeren om de pH-waarde van hun bodem te begrijpen en weloverwogen beslissingen te nemen over hoe ze de bodemcondities optimaal kunnen benutten voor de groei van gewassen. Door de pH- waarden te controleren, kunnen boeren bepalen of de grond te zuur of te alkalisch is en passende maatregelen nemen, zoals het toevoegen van kalk of zwavel om de pH- waarde aan te passen.
Bovendien speelt de pH-sensor een cruciale rol bij de vroege detectie van plagen en ziekten, omdat ze veranderingen in de pH-waarden van de bodem kunnen detecteren die kunnen wijzen op de aanwezigheid van schadelijke elementen.
Temperatuur Sensor
Bodemtemperatuur speelt een cruciale rol bij het ontkiemen van zaden en de groei van planten. Het beïnvloedt verschillende biotische processen, chemische reacties en kiemkracht, waardoor het essentieel is voor permaculturisten om de bodemtemperatuur nauwlettend in de gaten te houden om ervoor te zorgen dat deze optimaal is voor de specifieke eisen van elke plant. Met behulp van data-analyse van bodemtemperatuursensoren is het mogelijk om groeimodellen te maken en de beste tijden te identificeren om te beginnen met voeding en wateropname voor planten. Dit kan leiden tot efficiëntere en duurzamere landbouwpraktijken en hogere gewasopbrengsten.
Er zijn verschillende soorten bodemtemperatuursensoren beschikbaar, maar deze bestaan meestal uit een sonde die in de grond wordt gestoken om de temperatuur te meten. Sommige sensoren zijn ontworpen om tegelijkertijd bodemvocht en – temperatuur te monitoren, waardoor nog meer inzicht wordt verkregen in de toestand van de bodem en de planten. Het gebruik van bodemtemperatuursensoren in permacultuur kan de efficiëntie en duurzaamheid van landbouwsystemen aanzienlijk verbeteren. Door de bodemtemperatuur te monitoren, kunnen boeren beter geïnformeerde beslissingen nemen over wanneer ze moeten planten, wanneer ze water moeten geven en wanneer ze voedingsstoffen moeten toedienen. Bovendien kunnen de gegevens die door de sensoren worden verzameld, worden gebruikt om toekomstige temperatuurniveaus te voorspellen en een nauwkeurigere plant- en oogstplanning te maken.
Anemometer
Anemometers zijn apparaten die worden gebruikt om de windsnelheid en winddruk te meten. De wind kan op verschillende manieren een grote invloed hebben op gewassen. Het kan de groei en het evenwicht van plantenhormonen beïnvloeden en heeft een fysiologische impact, zoals het versnellen van het drogen van planten, en een mechanische impact, zoals het veroorzaken van schade aan scheuten, het ontwortelen van planten en het veroorzaken van bodemerosie. Het gebruik van anemometers in permacultuur kan de efficiëntie en duurzaamheid van landbouwsystemen aanzienlijk verbeteren door gegevens te verzamelen en meteorologische factoren te volgen die de groei van gewassen beïnvloeden. Met deze gegevens kunnen boeren maatregelen nemen om de productie-efficiëntie te verbeteren, plagen en ziekten onder controle te houden en schade door harde wind te minimaliseren.
Anemometers bestaan meestal uit een set cups of een vaan die draait als reactie op de wind en een sensor die de rotatiesnelheid van de cups of vaan meet, die vervolgens wordt omgezet in windsnelheid. Sommige anemometers meten ook de windrichting en winddruk. Bovendien kunnen de gegevens die door anemometers worden verzameld, worden gebruikt om toekomstige windsnelheden te voorspellen en nauwkeurigere plant- en oogstschema’s te maken. Anemometers spelen ook een cruciale rol bij de vroege detectie van extreme weersomstandigheden, zoals tornado’s of orkanen, omdat ze veranderingen in windsnelheid en winddruk kunnen detecteren die op de aanwezigheid van deze omstandigheden kunnen wijzen.
Concluderend, het gebruik van deze tools in permacultuur is van extreme waarde. Het analyseren van gegevens zoals bodemvocht en -temperatuur, en wind- en andere weersomstandigheden, maakt een efficiënter gebruik van water en elektriciteit mogelijk, helpt schade aan gewassen te minimaliseren en verbetert de efficiëntie en duurzaamheid van landbouwsystemen aanzienlijk
Irrigatie Systemen in Permacultuur
Irrigatie is het geheel van praktijken waarbij op kunstmatige wijze water op planten wordt aangebracht. Het wordt steeds belangrijker naarmate de wereldbevolking blijft groeien en de vraag naar voedsel toeneemt. Deze technieken vereisen het gebruik van verschillende methoden, apparatuur en systemen om de benodigde hoeveelheid water en vocht voor gewassen te leveren, terwijl de productieresultaten worden gemaximaliseerd en de kosten voor de producent worden geminimaliseerd.
Irrigatie gaat niet alleen over het geven van water aan de bodem, maar ook over het berekenen van de exacte hoeveelheid water die nodig is voor een gewas en ervoor zorgen dat het op een consistente en regelmatige manier aan de bodem wordt afgegeven. Goed irrigatiebeheer helpt bij het creëren van een duurzame omgeving voor gewassen door het gebruik van waterbronnen te optimaliseren en het risico op bodemerosie en uitspoeling van voedingsstoffen te minimaliseren.
Er zijn verschillende soorten irrigatiesystemen, zoals oppervlakteirrigatie, ondergrondse irrigatie en druppelirrigatie, die elk hun eigen voor- en nadelen hebben. De keuze van het juiste irrigatiesysteem is afhankelijk van factoren zoals grondsoort, topografie, beschikbaarheid van water en gewastype.
Het gebruik van sensoren en technologie, zoals bodemvochtsensoren en weersvoorspellingen, kan de efficiëntie en duurzaamheid van irrigatiesystemen sterk verbeteren. Door het bodemvochtgehalte te monitoren en weerpatronen te voorspellen, kunnen boeren beter geïnformeerde beslissingen nemen over wanneer en hoeveel ze hun gewassen moeten bewateren, waardoor waterverspilling wordt verminderd en de gewasproductiviteit wordt gemaximaliseerd.
Al met al is irrigatie een cruciaal aspect van permacultuur, omdat het helpt om een duurzame omgeving voor gewassen te creëren door te zorgen voor de nodige hoeveelheid water en vocht voor groei. Het gebruik van moderne irrigatietechnieken, apparatuur en technologie, gecombineerd met goed beheer, kan de efficiëntie en duurzaamheid van landbouwsystemen verbeteren en de oogstopbrengst verhogen
Voordelen van het gebruik van een irrigatiesysteem
Om gewassen goed te laten groeien en ontwikkelen, is het essentieel om ze van het nodige water te voorzien om fotosynthese uit te voeren. Het automatiseren van dit proces is het belangrijkste voordeel dat een geautomatiseerd irrigatiesysteem kan bieden.
Een geautomatiseerd irrigatiesysteem bevordert meer efficiëntie bij het aanbrengen van water over het land, zorgt voor voldoende irrigatie en voorkomt verspilling van middelen en onnodige kosten. Het vermindert ook de behoefte aan handmatige arbeid door de taak te automatiseren, waardoor nauwkeurigere irrigatieschema’s en – tijden mogelijk zijn.
Bovendien maakt het het mogelijk om ’s nachts te irrigeren zonder dat er constant toezicht nodig is en kan het ook op de droogste plaatsen en in de droogste seizoenen worden gebruikt. De introductie van een automatisch irrigatiesysteem is zeer relevant voor boerderijen, omdat het de automatisering van irrigatie op een intelligente en praktische manier mogelijk maakt. Dergelijke systemen kunnen eenvoudig worden gemaakt met behulp van een Arduino-microcontroller, waarmee de hoeveelheid water die nodig is voor een plantage en de frequentie van irrigatie kan worden geprogrammeerd, waardoor tijd wordt bespaard en de afhankelijkheid van regenval wordt verminderd.
Door het irrigatieproces te automatiseren, kunnen boeren er zeker van zijn dat hun gewassen op het juiste moment de juiste hoeveelheid water krijgen, wat de gewasopbrengsten en de efficiëntie van de boerderij aanzienlijk kan verbeteren. Met de mogelijkheid om het waterverbruik te monitoren, kunnen boeren beter geïnformeerde beslissingen nemen over irrigatie en waterbeheer, wat leidt tot duurzamere en winstgevendere landbouwactiviteiten. Zo kan een geautomatiseerd irrigatiesysteem ook worden geïntegreerd met andere sensoren zoals
bodemvochtsensoren, temperatuursensoren, pH-sensoren, enz. om een nauwkeurigere irrigatie te bieden en het waterverbruik te verminderen. De integratie van deze systemen kan de precisie en efficiëntie van irrigatie aanzienlijk verbeteren en gewasopbrengsten maximaliseren terwijl duurzame landbouwpraktijken worden bevorderd.
Oppervlakte irrigatie
Oppervlakteirrigatie, ook wel zwaartekrachtirrigatie genoemd, is mogelijk de oudste irrigatiemethode ter wereld. Deze methode maakt gebruik van de zwaartekracht om water over de grond te laten stromen, deze geheel of gedeeltelijk te bedekken, waardoor infiltratie tijdens beweging en na afdamming mogelijk is en is het meest geschikt voor vlakke en relatief vlakke gronden met een goede doorlaatbaarheid en waterretentie capaciteit.
Deze irrigatiemethode wordt nog steeds veel gebruikt over de hele wereld, vooral in landen waar rijstproductie de belangrijkste landbouwactiviteit is, zoals India, China, Pakistan en Japan. Dit is een eenvoudige methode die minimale technologie vereist, waardoor het een populaire keuze is onder boeren, vooral in ontwikkelingslanden waar middelen en technologie mogelijk beperkt zijn. In de Verenigde Staten is het ook een veel voorkomende praktijk van irrigatie door boeren, vanwege het lage technologiegebruik en de lage investerings- en bedrijfskosten.
Zoals hierboven vermeld, is oppervlakteirrigatie bijzonder geschikt voor vlak of licht glooiend land en voor gewassen die niet gevoelig zijn voor wateroverlast. Het is ook een goede optie voor boeren die een beperkte watervoorraad hebben, omdat het water gelijkmatig over het veld kan worden verdeeld en het gemakkelijk kan worden gecontroleerd. Ondanks zijn eenvoud heeft oppervlakte-irrigatie verschillende
voordelen, zoals de lage kosten, eenvoudige bediening en onderhoud en hoge irrigatie- efficiëntie. Bovendien stelt het boeren in staat om het irrigatieproces te controleren en aan te passen aan de specifieke behoeften van het gewas. Oppervlakte-irrigatie heeft echter ook enkele beperkingen, zoals de afhankelijkheid van het weer en de gevoeligheid voor bodemerosie en afvoer. Daarom is het belangrijk dat landbouwers de voor- en nadelen van oppervlakte-irrigatie zorgvuldig overwegen en de methode kiezen die het beste past bij de specifieke eisen van hun bedrijf.
Sprinklerirrigatie
Sprinklerirrigatie is een irrigatiemethode die regen simuleert door water in de vorm van druppels op de planten en het bodemoppervlak aan te brengen. Het is een methode waarbij water wordt gedistribueerd door een systeem van leidingen en kleppen en vervolgens door kleine straalpijpen wordt geperst die op bewegende of stationaire sproeiers zijn gemonteerd. Deze methode is het meest geschikt voor heuvelachtig en oneffen terrein en is ook nuttig voor de irrigatie van gewassen die gevoelig zijn voor wateroverlast.
Conventionele sprinklerirrigatie is een van de meest gebruikte irrigatiemethoden ter wereld vanwege zijn veelzijdigheid, omdat het op een grote verscheidenheid aan gewassen kan worden gebruikt.
Over het algemeen irrigeren conventionele irrigatiesystemen niet het hele gebied in één keer, waardoor de installatiekosten van het systeem worden verlaagd en er minder water nodig is om het gewenste gebied te irrigeren. Het water wordt opgepompt uit een bron (rivieren, meren, ondergrondse putten, enz.) en wordt via een netwerk van leidingen gedistribueerd en in de lucht gespoten in de vorm van kleine druppeltjes. De vorming van druppels wordt verkregen door water onder druk door gaten in leidingen of mechanische apparaten genaamd sprinklers of sprays te laten stromen. Een zeer moderne aanpassing van sprinklerirrigatie is de zogenaamde “centre pivot” -irrigatie.
Deze methode wordt vaak gebruikt in brede, vlakke gebieden in de Verenigde Staten en bestaat uit een systeem van sproeiers gemonteerd op een bewegend platform dat water in een cirkelvormig patroon sprenkelt. Deze methode is vooral handig voor grootschalige irrigatie, zoals voor commerciële gewassen, omdat het een efficiënte dekking van een groot gebied mogelijk maakt. Bovendien is het met behulp van geavanceerde sensoren en controlesystemen nu mogelijk om de hoeveelheid water en de timing van irrigatie met grote precisie te regelen, om het waterverbruik te optimaliseren en verspilling te minimaliseren. Dit kan vooral voordelig zijn in regio’s waar water schaars is, omdat het boeren in staat stelt hun hulpbronnen zo efficiënt mogelijk te gebruiken.
Sprinklerirrigatie is een krachtige en veelzijdige irrigatiemethode die op grote schaal wordt gebruikt in veel verschillende soorten landbouwactiviteiten en met de komst van nieuwe technologieën wordt het een nog efficiëntere en duurzamere irrigatiemethode.
Gelokaliseerde irrigatie
Spotirrigatie, ook wel gelokaliseerde irrigatie genoemd, is een irrigatiemethode die water verdeelt in een zeer specifiek en gericht gebied. Deze methode is het meest geschikt voor kleine of onregelmatig gevormde velden en voor gewassen die gevoelig zijn voor wateroverlast. Zoals de naam al doet vermoeden, wordt de methode gekenmerkt door het veelvuldig aanbrengen van kleine hoeveelheden water, die meestal via een leidingnet worden gedistribueerd en onder zeer lage druk worden aangebracht. Een van de meest bekende aanpassingen van deze methode is de “druppelirrigatie”-techniek.
Deze methode wordt niet alleen gebruikt om de gewassen water te geven, maar ook om de planten de ideale hoeveelheden voedingsstoffen te geven. Dit wordt gedaan door de planten, volgens de groeifasen, op het juiste moment en rechtstreeks bij de wortels van de plant de nodige voedingsstoffen te geven. Het gebruik van druppelirrigatie stelt boeren in staat om hulpbronnen te besparen door water en voedingsstoffen op een zeer precieze manier toe te dienen. Het water en de voedingsstoffen worden in kleine en gecontroleerde doses aan de planten geleverd, wat resulteert in een minimale verspilling van water en voedingsstoffen. Bovendien worden het water en de voedingsstoffen rechtstreeks naar de wortels van de planten gebracht, wat helpt om de efficiëntie van de opname van water en voedingsstoffen te verbeteren. Het is aangetoond dat het gebruik van druppelirrigatie de gewasopbrengst verhoogt en de algehele gezondheid van de planten verbetert. Het is vooral handig in gebieden waar water schaars is, omdat het boeren in staat stelt hun hulpbronnen zo efficiënt mogelijk te gebruiken.
Bovendien is het handig voor boeren die planten kweken met specifieke voedingsbehoeften, omdat het hen in staat stelt om de planten op het juiste moment de nodige voedingsstoffen te geven, wat helpt om de algehele gezondheid van de planten te verbeteren en de gewasopbrengst te verhogen.
Subirrigatie
Subirrigatie, ook wel ondergrondse irrigatie of grondwaterirrigatie genoemd, is een irrigatiemethode waarbij water direct of onder het wortelsysteem van het gewas wordt aangebracht. Deze methode is gebaseerd op het principe van capillaire stijging, de beweging van water door kleine ruimtes, zoals bodemporiën, om de wortels van de planten te bereiken. Een van de belangrijkste voordelen van sub-irrigatie is dat het boeren in staat stelt om op een gecontroleerde en precieze manier water toe te dienen.
Door een pijpleidingsysteem onder de grond te installeren op een ideale diepte (meestal tussen de 5 en 50 cm), kunnen boeren kunstmatig de nattebol- of verzadigingszone controleren, de zone van de bodem die verzadigd is met water. Deze methode is vooral handig in commerciële kassen, waar boeren een constant en optimaal vochtgehalte voor hun gewassen moeten behouden. Door subirrigatie te gebruiken, kunnen boeren ervoor zorgen dat hun gewassen toegang hebben tot een constante toevoer van water, wat helpt om hun groei en algehele gezondheid te verbeteren. Daarnaast is deze methode ook handig voor boeren die gewassen verbouwen in gebieden waar water schaars is. Subirrigatie stelt boeren in staat om het meest efficiënte gebruik van hun waterbronnen te maken door water rechtstreeks op de wortels van de planten aan te brengen, wat helpt om waterverspilling te minimaliseren en de gewasopbrengst te verbeteren.
Daarnaast is subirrigatie nuttig voor boeren die gewassen telen met een specifieke waterbehoefte. Door water rechtstreeks op de wortels van de planten aan te brengen, kunnen boeren ervoor zorgen dat hun gewassen op het juiste moment toegang hebben tot de juiste hoeveelheid water, wat helpt om de algehele gezondheid van de planten te verbeteren en de gewasopbrengst te verhogen. Subirrigatie is een nuttige irrigatiemethode waarmee boeren op een gecontroleerde en precieze manier water kunnen toedienen, wat helpt om de groei en algehele gezondheid van de gewassen te verbeteren en de gewasopbrengsten te verhogen.
Kortom, de keuze van de irrigatiemethode hangt af van de specifieke vereisten van de boerderij. Oppervlakte-irrigatie is bijvoorbeeld het meest geschikt voor vlakke en relatief vlakke gronden met een goede doorlaatbaarheid en watervasthoudend vermogen, terwijl sproei-irrigatie het meest geschikt is voor heuvelachtig en oneffen terrein. Bovendien hangt de irrigatiemethode ook af van de beschikbaarheid van hulpbronnen, zoals water en energie, en van sociaaleconomische omstandigheden, zoals beschikbaarheid van arbeid en kosten. Daarom is het belangrijk dat boeren al deze factoren zorgvuldig in overweging nemen bij het kiezen van de juiste irrigatiemethode voor hun bedrijf. Het gebruik van verschillende irrigatiemethoden in permacultuur kan boeren helpen om de oogstopbrengsten en de efficiëntie van de boerderij te maximaliseren. Met de mogelijkheid om de juiste irrigatiemethode te kiezen volgens de specifieke vereisten van de boerderij, kunnen boeren beter geïnformeerde beslissingen nemen over irrigatie en waterbeheer, wat leidt tot duurzamere en winstgevendere landbouwactiviteiten.
Conclusie
Tot slot speelt engineering een belangrijke rol bij de ontwikkeling van duurzame landbouwpraktijken. Het gebruik van sensortechnologie op het gebied van permacultuur, met name bij het monitoren van bodemvocht en neerslag, kan permacultuurpraktijken enorm ten goede komen door het irrigatiebeheer te verbeteren, waterverspilling te verminderen en de gewasopbrengst te verhogen. Over het algemeen kan de integratie van sensortechnologie en efficiënte irrigatiesystemen bijdragen aan de duurzaamheid en productiviteit van permacultuur, en uiteindelijk de voedselzekerheid en inspanningen voor milieubehoud ondersteunen.
Referenties:
Frazão, D. (2021). Assisting permaculture with electronic systems. Journal of Agricultural Informatics, 12(4), 45-56.
Gao, Z., Liu, X., Liu, Y., & Zhang, L. (2020). Advances and prospects of automated irrigation system research. Journal of Agricultural Science and Technology, 22(1), 1-9. Hameed, A., Hussain, M. A., Ali, A., & Ahmad, S. (2020). Review on different types of irrigation systems and their applications. Journal of Water Resource and Protection, 12(8), 720-740.
Kruseman, G., & Dijkman, J. (2021). Benefits of sensors in permaculture. Journal of Sensors and Actuators, 4(2), 1-12.
López-Morales, J., Muñoz-Carpena, R., Alvarez-Benedi, J., & Trelles-Salazar, O. (2022). The importance of sensors in permaculture. Computers and Electronics in Agriculture, 192, 106458.
Molden, D. J., Oweis, T. Y., Pasquale, S., & Kijne, J. W. (2007). Performance indicators for irrigation and drainage. Water Resources Development, 23(4), 667-692.
Pardossi, A., Incrocci, L., Malorgio, F., Campiotti, C. A., & Tognoni, F. (2010). Irrigation and fertilization management in soilless culture. HortTechnology, 20(2), 293-298.
Saeed, S., Shahid, M. A., & Hussain, M. (2015). Impact of subsurface drip irrigation system on potato crop in Pakistan. Soil and Environment, 34(2), 123-133.
Singh, A. K., & Yadav, R. K. (2016). A review of different methods of irrigation and their impact on environment. Journal of Environmental Science and Natural Resources
Het is quiztijd!