192042. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés talaj nedvességtartalmának folyamatos meghatározására és adott szinten tartására
1 192.042 2 A találmány tárgy a,eljárás és berendezés talaj nedvességtartalmának folyamatos meghatározására és adott szinten tartására. A mezőgazdasági termelés eredményességét nagy mértékben az időjárási tényező határozza meg, azaz a lehulott csapadék mennyisége, illetőleg eloszlása és a napsütéses órák száma. Az egyes növányfajtákra más és más optimális értékek határozhatók meg, ami ezenkívül a termesztési időszakok folyamán is változik. A víz a növények életének többszörösen is nélkülözhetetlen eleme. A legtöbb növény teljes súlyának 60-80^a víz, amely nemcsak mint tápanyagok oldó- és szállítóanyaga jelentős, hanem a szó szoros értelmében maga is tápanyag. Ezenkívül lényeges funkciója még a hűtés, amely elpárolgásával járó hőelvonás útján érvényesül. A növények számára szükséges optimális vízmenynyiség természetes úton, a lehullott csapadék által általában nem biztosított. Az optimális szint mesterségesen, öntözéssel biztosítható. A jelenleg ismert eljárások szerinti először meghatározzák a talaj nedvességtartalmát, majd ennek alapján számításokkal vagy táblázatok segítségével meghatározzák a pótolandó víz mennyiségét, azaz az öntözőrendszer működtetéséhez szükséges időt, A talaj nedvességtartalmának meghatározására különböző módszereket fejlesztettek ki. Ezek közül a legismertebbek a súlyállandóig történő szántás, a dielektromos állandó mérése és a sugárabszoprció mérése. Az első módszer az egyik legpontosabb módszer, alkalmazása azonban a laboratóriumokra korlátozódik, mivel a kivett talajminta eredeti és kiszárított súlyának pontos lemérése és a különbség számításából a nedvességtartalom meghatározása egy idő- és munkaigényes eljárás és ezáltal az operatív beavatkozást is jelentősen késlelteti. A dielektromos állandó méréséből a nedvességtartalom meghatározása már sokkal gyorsabb módszer, azonban viszonylagos pontatlansága miatt csak tájékoztató jellegű eredményt ad, a mért érték erősen függ a hőmérséklettől. A dielektromos állandó meghatározása a mérendő mintával megtöltött mérőcella kapacitásának valamilyen nagyfrekvenciás váltófeszültséggel végzett mérésével végezhető el. Ilyen készüléket ismertet a HU 154 475 és a 148 670 lajstromszámú, valamint az US 3 761 810 lajtstromszámú szabadalmi leírás. A nagyfrekvenciás mérőrendszerek hőkompenzálási módszerének javítása megismerhető a HU 174 359 lajstromszámú szabadalmi leírásból. A HU 175 969 lajstromszámú szabadalmi leírás olyan dielektromos elven működő berendezést ismertet, amely a mért minta nedvességtartalmát közvetlenül leolvasható digitális formában jeleníti meg. Ismeretes olyan eljárás és berendezés továbbá, a talaj öntözővíz-szükségletének meghatározására, amely a potenciális talajvíz feszültség (pF-érték) méréséből indul ki. Az eljárás hátránya, hogy a mérés során egy porózus anyagú próbatestet kell a talajba helyezni, amely mintegy 2-8 órás idő eltelte után veszi csak át a talaj nedvességét és szolgáltat kiértékelhető jelet a mérőrendszernek. Az említett eljárások és berendezések közös hátránya, hogy csak a talaj, illetőleg egyéb vizsgált minta nedvességtartalmára utaló mérési eredményt szolgáltatnak, a talajból hiányzó víz mennyiségét már csak számítással, táblázatokból vagy grafikonok alapján lehet meghatározni az előre kidolgozott normatívák alapján. Sok helyen a mérések és számítások helyett egyszerűen csak néhány éves megfigyelések alapján kidolgozott öntözőformákat vesznek figyelembe, ami szükségszerűen eltér a tényleges öntözővízszükséglettől. A normák alkalmazásának biztonsága nem haladja meg az 50-70%-ot. Ez a gyakorlatban a növények számára vízhiányt vagy túlöntözést eredményez, A találmány szerinti eljárás és berendezés kidolgozásával az ismert eljárások és berendezések hátrányainak kiküszöbölése mellett biztosítani kívánjuk a talaj nedvességtartalmának helyszínen és folyamatosan, tehát késedelem nélküli meghatározását, valamint a méréssel egyidőben egy, a mérés eredményétől függő szabályozójel előállítását, amely azonnali beavatkozást tesz lehetővé. Ha a má rőegység elektródpárjára feszültséget kapcsolunk, az elektródák hatásos hosszával behatárolt talajterületen keresztül állandó áram fog folyni, aminek értéke csak a talaj nedvességtartalmától függ. Természetesen függ a talaj impedanicája még a talaj minőségétől és vegyszerttartalmától is, de ezeket a hatásokat elhanyagolhatjuk, mert ezek a jellemzők a mérés során nem változnak. Ha az impedanciaváltozás ellenére is állandó áramot akarunk folyatni az elektródák között, akkor az elektródákra kapcsolt feszültséget is változtatnunk kell, mégpedig az impedanciával arányosan. A találmány elé kitűzött célt a legáltalánosabb értelemben egy olyan eljárással érjük el, melynek során a talaj nedvességtartalma és a talajimpedanica közötti egyértelmű függvénykapcsolatot rögzítjük, majd a talajimpedancián egy előre meghatározott állandó értékű áramot kényszerítünk át és eközben mérjük az áramot létrehozó, a talajimpedanciával arányos feszültséget, továbbá egy előre meghatározott talajnedvességtartalomnak megfelelő talajimpedancia esetén a fenti állandó értékű áramot létrehozó feszültséget kapcsolunk az elektródapárra és emellett folyamatosan figyeljük a talajnedvesség függvényében változó áramerősséget, amit az előre meghatározott állandó értékű árammal összehasonlítva egy, az összehasonlítás eredményétől függő, öntözőberendezést vezérlőjelet képezünk. Az előre meghatározott talajnedvesség tartalomnak megfelelő talajimpedancia értéket a termesztett növénykultúrákra specifikusan választhatjuk meg és a termesztési időszakok folyamán szintén fajtaspecifikusan változtathatjuk a talaj nedvességtartalmát. Az öntözés annál gazdaságosabb, minél kisebb párolgási veszteséggel történik. Ezt például alkonyaikor vagy éjszaki öntözéssel lehet a legjobb hatásfokkal elérni. A találmány szerint ezt úgy valósítjuk meg, hogy az öntözőberendezést vezérlő jelet csak meghatározott napszakban (pl. éjszaka) engedélyezzük. A találmány szerinti eljárás megvalósítását a találmány szerint egy olyan berendezéssel lehet a legelőnyösebben megvalósítani, amelynek változtatható feszültségforrása van, amely az elektródapár bemeneti pontjaira van kötve, továbbá a talajimpedancián átfolyó áramot érzékelő, az elektródapárral sorbakötött elektronikus jelfeldolgozóval van ellátva, amely jelfogót vezérlő kimenettel rendelkezik és a jelfogó egyik záró érintkezője öntözőberendezést vezérlő bemenet elé van kapcsolva. Ha az öntözés hatékonyságát növelni akarjuk, akkor az öntözést az alkonyat órák utánra kell halasztani, amikor már kisebb a talaj kipárolgása. Ezt a találmány szerinti berendezéssel akkor tudjuk megvalósítani, hogy ha az elektródapárral párnuzamosan 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
