Reasons of sprinkler freezing and rotational irrigation for frost protection in tea plantations

Abstract

Sprinkler irrigation can effectively reduce the rate of frostbite on cash crop buds and young fruits. In this study, we propose applying the rotational irrigation method in frost protection to achieve water conservation, simplify the sprinkler system and expand the frost protection area. The freezing test of various sprinklers in a frosty environment (approximately −4.0°C) was conducted to determine the maximum duration of sprinkling cessation for the microsprinkler, butterfly-shaped sprinkler, impact sprinkler and MegaNet sprinkler. The results indicate that the butterfly-shaped sprinkler and impact sprinkler freeze after 4 and 3 min, respectively. In contrast, the microsprinkler and MegaNet sprinkler do not freeze even after 10.0 min. The temperature increase amplitude and rate of the microsprinkler are significantly greater. At an ambient temperature of −4.0°C, three areas were irrigated with microsprinklers. Each sprinkler had a rotation interval of 3.0 min of spraying followed by 6.0 min of stopping. This ensured that the canopy temperature was maintained at approximately −1.0°C. The water consumption was only one-third of that used in continuous sprinkler irrigation. This sprinkler irrigation method for frost protection is more water efficient than traditional continuous sprinkler irrigation and easier to operate and maintain than existing automatic sprinkler irrigation methods.

L'irrigation par aspersion peut réduire efficacement le taux d'engelures sur les bourgeons et les jeunes fruits des cultures commerciales Dans cette étude, nous proposons d'appliquer la méthode d'irrigation par rotation pour la protection contre le gel afin d'économiser l'eau, de simplifier le système d'aspersion et d'élargir la zone de protection contre le gel. L'essai de gel de divers asperseurs dans un environnement glacial (environ −4,0°C) a été effectué pour déterminer la durée maximale de l'arrêt de l'aspersion du micro-asperseur, de l'asperseur en forme de papillon, de l'asperseur à impact et de l'asperseur Méganet. Les résultats indiquent que l'asperseur en forme de papillon et l'asperseur à impact gèlent après 4 et 3 min, respectivement. En revanche, le micro-asperseur et le l'asperseur Méganet ne gèlent pas même après 10,0 min. L'amplitude d'augmentation de température et le taux du micro-asperseur sont nettement plus élevés. À une température ambiante de − 4,0°C, trois zones ont été irriguées avec des micro-asperseurs. Chaque asperseur avait un intervalle de rotation de 3,0 min de pulvérisation suivie de 6,0 min d'arrêt. Ainsi, la température du couvert était maintenue à environ −1,0°C. La consommation de l'eau ne représentait qu'un tiers de celle utilisée pour l'irrigation par aspersion continue. Cette méthode d'irrigation par aspersion pour la protection contre le gel est plus efficace en eau que l'irrigation par aspersion continue traditionnelle et plus facile à utiliser et à entretenir que les méthodes d'irrigation par aspersion automatiques existantes.