Damlatıcı tıkanıklığı önlemede moleküler salınım teknolojisi (merus halkası) etkinliğinin belirlenmesi

Abstract

Modern sulama yöntemlerinden biri olan damla sulama sistemlerinin en önemli kısıtlarının başında, damlatıcıların zamanla tıkanarak sistem performansının önemli ölçüde düşmesidir. Tıkanan damlatıcıların belirlenmesi, temizlenmesi veya değiştirilmesi oldukça güç ve pahalıdır. Damlatıcıların kısmen veya tamamen tıkanması su dağıtım türdeşliğini ve sulama randımanını düşürür, kısaca sistem performansını azaltır ve sonuçta üretim ve kalite kayıplarına yol açabilir.Önerilen bu çalışmada damlatıcıların kimyasallarla tıkanmasını önlemede asit uygulamalarına alternatif olarak geliştirilen moleküler salınım teknolojisi (Merus halkası) kullanılacaktır. Moleküler salınım teknolojisi endüstriyel su arıtma sistemlerinde, boru hatlarında kireçlenmeyi, bio-film oluşumunu ve korozyonu önlemeye yönelik olarak ilk kez 1996 yılında Almanya'da Merus GmbH tarafından geliştirilmiş bir teknolojidir (Dworschak, 2013).Çalışma Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Ziraat Fakültesi Biyosistem Mühendislik Bölümü atölyesinde Şubat-2020 –Mart 2021 tarihleri arsında yürütülecektir. Bu amaçla atölyede bir damla sulama sistemi kurulacak ve sistem aşağıda açıklanan araştırma konularının kıyaslanmasına olanak sağlayacak şekilde düzenlenecektir. Deneme üç yinelemeli olarak yürütülecektir.Denemede iki ana konu oluşturulacaktır. Konulara elektriksel iletkenliği 4.0 dS/m olan tuzlu su uygulaması yapılacaktır. Oluşturulan konular: Merus halkası tuzlu su konusu (MT) ve Tuzlu su (T) şeklinde olacaktır. Çalışmada damla sulama laterallerine uygulanacak sulama suyu miktarları daha önce yürütülen biber çalışmasının 2 yıllık sulama programı (2010 ve 2011 yılı) dikkate alınarak 2 tekerrürlü olarak uygulanacaktır. Toplamada 6 yıllık sulama program elde edilecektir. Biber sulamasının ilk yılında ve ikinci yılında toplam 25 sulama uygulaması dikkate alınacak konulara tuzlu su uygulanacaktır. Sulama programında günlük sulama miktarları su sayacı yardımıyla konulara verilecektir. Araştırmada herhangi bir bitki yetiştirilmesi söz konusu değildir. Araştırmada. bir sulama döneminde 25 sulama yapılması şekilde her sulamada sistemin 4 saat süreyle çalıştırılması öngörülecektir. Bitki yetiştirilmesi söz konusu olmadığından, sulamalar olanaklar ölçüsünde iki-üç günde bir uygulanacaktır. Bu şekilde bir sulama mevsimindeki damla uygulaması simüle edilmiştir. Toplamda dört sulama mevsimine denk gelecek sayıda sulama uygulanacak ve yıllar itibariyle damlatıcıların tıkanma durumu izlenmiş ve kıyaslanacaktır..Bu çalışmanın amacı damla sulama sistemlerinde karşılaşılan en önemli sorunların başında yer alan damlatıcıların kimyasal etmenlerce tıkanmasını önlemek amacıyla yeni bir yaklaşım olarak geliştirilen moleküler salınım teknolojisini (merus halkası), elektriksel iletkenliği 4 dS/m olan tuzlu su koşullarında kendinden damlatıcılı (in-line) damla lateral boru hatlarında kimyasal tıkanmayı önlemedeki başarılarını sistem performansı parametreleriyle (damlatıcı debi türdeşliği, su dağılım üniformitesi gibi) ve ekonomik yönden karşılaştırmaktır.

The study was carried out in Kahramanmaras Sütcü Imam University Faculty of Agriculture Biosystem Engineering Department'workshop in 2019 and 2020. In the study, the effectiveness of molecular oscillation technology (merus ring) in preventing clogging in the drip system under saline condition was aimed. Saline irrigation water (ECw: 4.0 dS/m) was applied to the subjects and the important performance parameters (flow rate change rate (Qdeg), emitter manufacturing coefficient variation (Cv), Christiansen uniformity (CU), distribution uniformity(DU), emission uniformit (EU), statistical uniformity (Us)) were determined under the study. In the experiment, saline water (TS) and molecular saline water (M-TS) subjects were compared. It was applied to the laterals under a total of 80 irrigation programs, 40 irrigation programs each year. In the study, the 1st, 10th, 20th, 30th and 40th irrigation periods were taken into account and the system evaluation was compared with the mentioned periods. While the average Qdeg rate for TS was 4.3% for 2019, the average Qdeg value was 15.0% in 2020, this value was determined as 5.0% in the first year and 5.1% in the second year for M-TS. As a result of the study, it was found that the emitter clogging in TS was high and this negative situation caused the lateral dripper issuance distribution to be not uniform. In addition, in M-TS, it was determined that the lateral dripper flow distribution trend was in a uniform uniform distribution trend in all irrigation subjects in both years, and it was observed that the emitter flow rates in M-TS subjects caused a uniform uniform distribution along the entire lateral length. In the CV values of TS, the average CV value in the first year was 1.06%, while the average CV value in the second year was determined as 4.32%. When both years are compared, the average CV values increased by 307.5 percent in the second year compared to the first year. In addition, the average CV values for M-TS were 1.05% for the first year, while this value was 1.24% for the second year. For M-TS, an increase of 18.09% was calculated in the average CV values of the first year and the second path. The clogging of the emitters due to salting caused different emitter flow rate changes, and it was concluded that this situation caused the Cv and average Cv values to change in the second year. While there was a 0.2% decrease in M-TS in the mean CU values between the first year and the second year, the CU value of the TS subject decreased by 2.8%. When the average DU values of TS are compared by years, a decrease of 4.88% was observed in the average DU values in the second year, while this value was a decrease of 0.31% in the second year DU value in M-TS. While the EU values for TS varied between 95.7% and 98.5% in 2019, the EU values changed between 82.5% and 95.0% in 2020, and while the average EU values were 97.5% in the first year, this value was 89.9% in the second year. While the EU values on M-TS ranged between 96.3% and 98.2%, the said value changed between 96.5% and 97.2% in 2020, and the average EU values were 97.3% in the first year, while this value was calculated as 96.3% in the second year. The Us values of the TS for different irrigation periods varied between 98.3% and 99.2% in the first year, and between 91.8% and 97.7% in the second year. For M-TS, the Us values were between 98.5% and 99.0% in the first year, while this value was between 98.7-98.9% in the second year. While the average Us value decreased by 3.13% in TS compared to the value in the first year, this value decreased by 0.20% over the years in M-TS. At the end of the study, It has been determined that salt water applications generally accelerate the emitter clogging. In addition, the effectiveness of molecular release technology (merus ring) was found to be high in preventing the emitter clogging.