Hur fungerar kakeldränering? Fördelar med grödor och miljöpåverkan

• Historia och utveckling av kakeldränering
• Installation
• Beskärningsfördelar
• Miljöpåverkan
• Kan kakeldränering fungera för trädgårdar och små gårdar?

Kakeldränering är ett system av rör som installeras under marken för att avlägsna överflödigt vatten från jordbruksmark. Precis som bevattning ofta är nödvändig för att leverera vatten till mark och grödor, är dränering viktigt i många jordbrukssystem för att förhindra att jorden blir övermättad med vatten, vilket kan skada grödor och jordbruksmaskiner.

Detta nätverk av rör placerade på olika djup hjälper jordbrukare att upprätthålla en jämn nivå av markfuktighet, öka grödans produktivitet och undvika förluster från extremt väder. Däremot kan kakeldränering föra föroreningar till vattendrag och grundvatten samt förändra vattendelars hydrologi. Det kan också vara skadligt för våtmarkshabitat och störa den naturliga översvämningskontroll som våtmarker ger.

Historia och utveckling av kakeldränering

Olika typer av underjordiska dräneringssystem har använts i USA under de senaste två århundradena. Stora områden, inklusive många delar av Mellanvästern, Sydöstra och Gulf Coast, var ursprungligen våtmarker. När landet växte och mer mark omvandlades av nybyggare för jordbruk, blev underjordiska dräneringssystem vanliga.

Ursprungligen installerade bönder lerrör – och senare betongrör – för att ta bort överflödigt vatten. I början av 1900-talet började federala och lokala myndigheter skapa dräneringsdistrikt för att hantera dessa ansträngningar. Åtföljande innovationer inom dräneringsteknik har utvecklat praktiken ytterligare.

Men idag är våtmarker skyddade som viktiga livsmiljöer för vilda djur och för att de tillhandahåller ekosystemtjänster som översvämningskontroll och vattenkvalitet. Detta innebär att kakelavrinningssystem måste följa reglerna för att undvika våtmarksskador.

Installation

De flesta dräneringsrör är inte längre gjorda av lerrör utan av polyetenrör; Ordet "kakel" eller "kakel" är ett överskott från de material och design som tidigare använts. De konstgjorda rören placeras i en sluttning strax under grödans rotområde. Genom perforeringar i röret kommer överskottsvatten in och kan sedan ledas ner i ett dike eller annat sätt att leda bort vattnet från fältet.

Jordbrukare som installerar underjordiska dräneringssystem måste förstå markens egenskaper. De måste också göra beräkningar om den bästa storleken på röret att använda och den optimala lutningen för att placera röret för effektiv dränering. Noggranna bedömningar säkerställer att sediment inte byggs upp och orsakar tryckproblem vid känsliga rörskarvar eller äventyrar rören på andra sätt. Det är också viktigt att utforma systemet så att de underjordiska rören har rätt avstånd och djup för mark- och nederbördsförhållandena; detta säkerställer enhetlig, effektiv dränering.

En erfaren installatör kommer att gräva diken för att placera och ansluta rören noggrant så att systemet undviker skador och erosion över tid. En installatör måste också se till att följa statliga och lokala bestämmelser som gäller den lokala vattendelaren och våtmarkerna.

Ett kakeldräneringssystem kräver också periodisk inspektion och underhåll för att minimera miljöpåverkan och säkerställa systemets livslängd, och lantbrukaren måste se till att marken sköts ordentligt på lång sikt för att förhindra att de underjordiska rören skadas.

Beskärningsfördelar

När det väl har installerats ger ett dräneringssystem en mängd olika potentiella fördelar för jordbruksmark. Dessa inkluderar effektiv markluftning, mindre växtstress, högre grödas produktivitet, mer flexibilitet med planteringstid och grödor, effektivare skörd och mindre slitage på jordbruksmaskiner.

Kakeldränering hjälper grödor att anpassa sig till förändrade klimatförhållanden, inklusive extrema regn som leder till översvämningar. Vältränerade fält tenderar att uppleva mindre erosion. I vissa områden kan bönder med dräneringssystem kanske implementera ytterligare bevarandemetoder som täckgrödor eftersom de kan komma åt fält tidigare och senare under säsongen. Dessutom kan dränering spara på arbetskostnader förknippade med att arbeta på våta fält, vilket gör markförhållandena mer utmanande.

Miljöpåverkan

Kakeldräneringssystem har också betydande miljöpåverkan, delvis på grund av att vatten som dräneras från jordbruksmark ofta innehåller bekämpningsmedel och gödningsmedel som kväve och fosfor, som kan hamna i floder, bäckar, våtmarker och grundvatten, vilket försämrar vattenkvaliteten.

Dessutom har överskott av näringsämnen som kväve och fosfor i gödselmedel visat sig orsaka algblomningar som kan producera gifter som skadar människor, fiskar och andra vilda djur, samt påverkar fiske och fritidsaktiviteter på vatten. Stora algblomningar minskar syrehalten i vattnet, kallad hypoxi, vilket leder till döda zoner när vattenlevande arter som fiskar, koraller och sjögräs inte kan överleva förhållanden med låg syrehalt. Jordbruksavrinning är den största boven i näringsföroreningar, och kakelavrinning är en betydande bidragande orsak till detta avrinning eftersom det leder näringsämnen till vattendrag som sedan rinner in i vikar, sjöar och kustvatten från uppströms gårdar.

De stora sjöarna och Chesapeake Bay har båda plågats av allvarliga näringsföroreningar och algblomningar de senaste åren. Enligt Environmental Protection Agency är den största döda zonen i USA i Mexikanska golfen, där massor av vattenlevande organismer dör varje år på grund av näringsföroreningar som kommer från Mississippi River Basin.

Kakeldränering kan också påverka hydrologin i en vattendelare genom att strömflöden förändras och att erosion ökar, vilket har potential att förändra en bäcks lopp och leda till översvämningar och våtmarksskador. Dessa förändringar kan påverka livsmiljöerna för vattenlevande arter, och översvämningar kan också komma att påverka andra jordbruksmarker längs floder och bäckar.

Intressant nog leder klimatförändringarna till ökad användning av kakeldränering i vissa regioner. Till exempel har många bönder i Mellanvästern vars grödor översvämmats av extrema nederbördshändelser valt att installera kakeldräneringssystem för att klara av sådana föränderliga, oförutsägbara väderförhållanden. I Illinois har över 10 miljoner tunnland kaklats, vilket motsvarar 35 % av dess odlingsmark. I Indiana och Ohio är hela 50 % av odlingsmarkerna kaklade.

Med tanke på potentialen för miljöskador blir det desto viktigare att förstå och reglera användningen av kakeldräneringssystem över en vattendelare, inklusive att identifiera områden där kakeldränering skulle leda till allvarlig miljöpåverkan.

Kan kakeldränering fungera för trädgårdar och små gårdar?

Idag är kakeldränering populärt inte bara på stora gårdar, utan bland småbönder och till och med husägare som vill undvika vattendränkta gårdar och trädgårdar på bakgården. Kakeldräneringssystem främjas av landskapsarkitekter och kan köpas i heminredningsbutiker.

Men amatörer akta sig:Det finns goda skäl att gå försiktigt fram med beslutet att investera i kakeldränering – eller någon form av dränering – för en trädgård eller till och med en liten gård. Internet är fullt av instruktionsvideor om att installera dessa system själv. Låt dig inte förföras att tro att alla med DIY-kunniga är utrustade för att bygga ett framgångsrikt dräneringssystem.

Det är viktigt att först känna till alla lagar och förordningar gällande installation och underhåll av dessa system för att kunna bedöma om det är genomförbart och lagligt att göra det. Och precis som för större gårdar är det nödvändigt att hitta en kvalificerad installatör för att säkerställa att ett sådant system inte orsakar juridisk eller ekonomisk huvudvärk – eller leder till oavsiktlig miljöskada. När det okända, inklusive kostnader, bestämmelser och markförhållanden, har undersökts noggrant är du redo att göra en genomförbarhetsbedömning.