آب و آبیاری در گلخانه‌ها
چکیده :
آب به‌عنوان یکی از نعمت‌های خدادادی و به‌عنوان یکی از اساسی‌ترین نهاده‌ها در بخش کشاورزی مهمترین جایگاه را داشته و علاوه بر تلاش در جهت شناسائی پتانسیل‌های بهره‌برداری و استحصال منابع آبی جدید باید در حداکثر استفاده از منابع آب، هرگونه تمهیدات مناسب را به‌کار گرفت. افزایش تولیدات کشاورزی به‌منظور خودکفا شدن در تأمین غذای مورد نیاز جمعیت کشورمان یکی از مهمترین اهداف توسعه اقتصادی کشور میباشد.
مقدمه :
با توجه به محوریت بخش کشاورزی در توسعه اقتصادی کشور، دستیابی به حداکثر تولید با صرف حداقل انرژی و منابع ملی برای استفاده بهینه از توانائی‌های آب و خاک امری اجتناب‌ناپذیر است. بررسی توانائی‌های ذکر شده حاکی از این است که با توجه به میزان آب در دسترس، محدودیت زمین وجود نداشته و با توسعه منابع آب موجود و یا صرفه‌جوئی در آب مصرفی، می‌توان سطح اراضی زیر کشت آبی و نهایتاً میزان تولیدات کشاورزی را افزایش داد. در این ارتباط تأمین نهاده‌های مورد نیاز و استفاده بهینه از آنها از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.
آب به‌عنوان یکی از نعمت‌های خدادادی و به‌عنوان یکی از اساسی‌ترین نهاده‌ها در بخش کشاورزی مهمترین جایگاه را داشته و علاوه بر تلاش در جهت شناسائی پتانسیل‌های بهره‌برداری و استحصال منابع آبی جدید باید در حداکثر استفاده از منابع آب، هرگونه تمهیدات مناسب را به‌کار گرفت.
در این راستا احداث شبکه‌های آبیاری، پوشش انهار سنتی، استفاده از لوله و سایر راه‌حل‌های معمولی منجر به کاهش تلفات آب در سیستم انتقال و توزیع خواهد شد. ولی در خصوص میزان آب مصرفی در سطح مزرعه چاره‌ای جز مدرن کردن سیستم آبیاری و حتی‌الامکان کنترل آب گیاهان کشت شده در واحد زراعی نمی‌باشد.
در این راستا تجهیز و نوسازی محیط‌های کشت گیاهان اعم از مزارع و گلخانه‌ها و تلاش در راستای افزایش راندمان سیستم‌های آبیاری ثقلی از یک سو و استفاده از سیستم‌های آبیاری تحت‌فشار متناسب با شرایط موجود از سوی دیگر، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.
در این ارتباط توسعه سیستم‌های آبیاری تحت فشار مورد توجه مسئولین قرار گرفته و امکانات و پتانسیل‌های مختلف کشور در جهت اولویت دادن به توسعه سیستم‌های مذکور به‌کار گرفته شده است. همچنین تلاش‌های کارشناسی گسترده‌ای در رابطه با ابعاد فنی، اقتصادی و اجتماعی امر صورت پذیرفته است.
سیستم‌های کشت گلخانه‌ای
با توجه به میزان سرمایه‌گذاری اولیه، اهداف موردنظر از احداث گلخانه و نوع محصول انواع سیستم‌های کشت گلخانه‌ای توسط متخصصین پیشنهاد، طراحی و اجراء می‌گردند که این سیستم‌ها از نظر نوع بستر کشت به دو گروه عمده کشت خاکی و کشت بدون خاک تقسیم می‌شوند.
در کشت خاکی، معمولی یا سنتی، از خاک به‌عنوان بستر گیاه و از سیستم‌های آبیاری ثقلی (کرتی و شیاری) یا تحت فشار (بارانی و قطره‌ای) برای برطرف کردن نیاز آبی گیاه استفاده می‌شود.
روش کشت بدون خاک نیز به دو گروه عمده هیدروپونیک و ایروپونیک تقسیم می‌شود.
در روش‌های هیدروپونیک از مواد مصنوعی (شن، قلوه‌سنگ، ورمیکولیت، پرلیت، خرده‌های پوست و میوه کاج، فرم‌های پلاستیکی) به‌عنوان بستر کشت و دربرگیرنده ریشه گیاهان استفاده می‌شود و محلول غذائی، مواد ضدعفونی‌‌کننده و گاهاً هورمون‌های گیاهی مورد نیاز توسط نازل‌های تعبیه شده روی لوله‌های توزیع در اختیار گیاه قرار می‌گیرد. در روش ایروپونیک نیز آب و محلول غذائی تحت فشار زیاد و به‌صورت پودر شده در محیط ریشه و برگ اسپری می‌شود.
با توجه به اینکه طراحی و اجراء سیستم‌های هیدروپونیک و ایروپونیک نیاز به نیروی متخصص و هزینه اولیه بالائی دارند. در ایران اکثر سرمایه‌گذاران و کشاورزان سیستم‌های کشت معمولی را ترجیح داده و با توجه به اینکه مساحت زیر کشت سنتی بسیار بیشتر از سیستم‌های بدون خاک بوده و میانگین راندمان کاربرد آب در این سیستم‌ها پائین است. همچنین با توجه به لزوم افزایش راندمان کاربرد آب در مزارع و گلخانه‌ها (با توجه به روند رو به رشد قیمت واحد آب آبیاری) معرفی سیستم‌های نوین آبیاری (در روش کشت خاکی) به کشاورزان و سرمایه‌گذاران این بخش امری ضروری میباشد.
آبیاری در کشت گلخانه‌ای معمولی
(خاک کشت)
در این روش کشت، با توجه به ارزش محصول، مشخصات فیزیولوژیکی گیاه، میزان سرمایه‌گذاری اولیه و نوع خاک، انواع سیستم‌های آبیاری و سطحی یا تحت فشار توصیه، طراحی و اجراء می‌گردند.
آبیاری سطحی (ثقلی)
سیستم‌های آبیاری سطحی عموماً به‌دلیل طراحی غیرکارشناسانه و مدیریت ضعیف، راندمان پائینی داشته و باعث اتلاف مقادیر قابل توجهی آب به شکل نفوذ یا رواناب می‌گردند. در عین حال شستشوی خاک از املاح مفید، افزایش رشد علف‌های هرز، ماندابی شدن خاک و بروز انواع عفونت‌ها، قارچ‌ها و انگل‌ها، همچنین پوسیدگی ساقه و ریشه گیاه از مضرات کاربرد غیراصولی سیستم‌های آبیاری سطحی میباشد. این سیستم‌ها در گلخانه‌ها به دو صورت آبیاری کرتی و نواری اجراء می‌گردند و در صورتی‌که نفوذپذیری خاک کم باشد و گیاه کاشته شده نیز تست به محیط اشباع از آب حساسیت شدید نداشته باشد، کارشناس آبیاری می‌تواند راندمان کاربرد آب را تا حد معقولی افزایش دهد که در این‌صورت اگر مقدار آب در دسترس برای آبیاری گلخانه کافی باشد با توجه به پائین بودن هزینه اولیه سیستم آبیاری سطحی، استفاده از این روش آبیاری قابل توجیه میباشد.
آبیاری تحت فشار
با توجه به محدودیت‌های سیستم‌های آبیاری سطحی از نظر نیل به راندمان مطلوب و همچنین مضراتی که از استفاده نادرست آنها متوجه گیاه می‌شود، انواع سیستم‌های آبیاری تحت فشار در گلخانه‌ها توسعه یافته‌اند که این سیستم‌ها با توجه به اهداف سرمایه‌گذار برای اجراء سیستم و راندمان موردنظر طراحی و اجراء می‌گردند. این سیستم‌ها در دو گروه بارانی و قطره‌ای معرفی می‌شوند.
آبیاری بارانی
سیستم‌های آبیاری بارانی در گلخانه‌هائی اجراء می‌شوند که هدف از آبیاری در آنها نه تنها تأمین نیاز آبی گیاه بلکه کاهش دمای محیط و یا افزایش درصد رطوبت گلخانه نیز میباشد.
سیستم‌های آبیاری بارانی با توجه به مساحت و ارتفاع کم گلخانه‌ها عموماً توسط لوله‌های روزنه‌دار که با فشار پائین کار می‌کنند و قطر پراکنش کمتری ایجاد می‌نمایند، اجراء می‌گردند.
افزایش راندمان کاربرد آب به بیش از ۷۵ درصد، امکان افزایش درصد رطوبت گلخانه و در نتیجه کاهش تبخیر و تعوق از سطوح گیاه (که این قابلیت در مورد پرورش گیاهان زینتی موجب افزایش طراوت گیاه می‌گردد) و امکان کاهش دمای گلخانه متناسب با نیاز حرارتی گیاه با توجه به دوره رویش آن از مزایای اجراء سیستم آبیاری بارانی در گلخانه‌ها میباشد.
البته از میان پارامترهائی که برای طراحی این سیستم مورد نیاز است، دقت در مورد کیفیت آب آبیاری از اهمیت ویژه‌ای برخوردار میباشد، چرا که با توجه به پاشش مستقیم آب به سطح سبزینه گیاه، در صورت بالا بودن EC با سایر عناصر محلول در آب، احتمال سوختگی و مسمومیت گیاه وجود خواهد داشت. همچنین عدم توانائی در کنترل علف‌های هرز و عدم امکان رفت‌وآمد در داخل گلخانه هنگام کارکرد سیستم از دیگر محدودیت‌ها و معایب این سیستم به‌شمار می‌روند.
آبیاری قطره‌ای
با توجه به محدودیت‌های سیستم آبیاری بارانی و قابلیت‌های سیستم آبیاری قطره‌ای، این سیستم با اقبال بیشتری از جانب سرمایه‌گذاران این بخش روبه‌رو است و اکنون در اکثر گلخانه‌های معمولی اجراء می‌گردد.
در این روش آب، کودهای شیمیائی و سایر مواد مورد نیاز گیاه به‌صورت محلول توسط قطره‌چکان‌های نصب شده روی لوله‌های جانبی در اختیار گیاه قرار می‌گیرد.
با دقت در طراحی و اجراء این سیستم می‌توان دقیقاً مقدار آب مورد نیاز گیاه را در اختیار آن قرار داده و راندمان کاربر آب را به بیش از ۹۰ درصد افزایش داد و نظر به اینکه قطره‌چکان‌ها در کنار بوته یا ساقه گیاه قرار می‌گیرند، امکان رشد و توسعه علف‌های هرز از بین می‌رود. همچنین با توجه به اینکه آبیاری با این روش مزاحمتی برای انجام سایر فعالیت‌ها در داخل گلخانه ایجاد نمی‌کند، طراح می‌تواند با افزایش ساعات آبیاری و کاهش قطر لوله‌ها و قدرت پمپ، هزینه اولیه سیستم را کاهش دهد. در این سیستم با توجه به درصد رطوبت بالای محیط ریشه می‌توان (برخلاف سیستم آبیاری بارانی) از آب لب‌شور نیز برای آبیاری گیاه استفاده کرد و در صورت کاشت گیاهان گران‌قیمت و احتمال انتقال و سرایت بیماری‌ها، قارچ‌ها و انگل‌ها از محیط خارج گلخانه و خطر صدمه دیدن محصولات با نصب سنسور یا برنامه‌ریزی کامپیوتری، سیستم را کاملاً اتوماتیک کرده و از رفت و آمد بی‌مورد به داخل گلخانه جلوگیری کرد.
آبیاری :
ر یک کشور خشک و نیمه خشک مانند ایران، آبیارى به‌قدرى از عملیات بدیهى و ضرورى کشاورزى به شمار مى‌رود که ارائه یک تعریف متعارف براى آن بسیار مشکل است. اما اگر بخواهیم آبیارى را به لحاظ علمى تعریف کنیم مى‌توان گفت آبیارى را به لحاظ علمى تعریف کنیم مى‌توان گفت آبیارى کوشش است که انسان به‌عمل مى‌آورد تا چرخه هیدرولوژى را در مزرعه تغییر داده و شرایط را از نظر آب به گونه‌اى فراهم سازد که رشد مطلوب گیاه و در نتیجه تولید بیشتر محصولات کشاورزى امکانپذیر گردد. آبیارى را مى‌توان یکى از قدیمى‌ترین فن‌آورى‌هاى کشاورزى دانست که از حدود ۶۰۰۰ سال پیش وجود داشته و تاکنون نیز ادامه دارد. سوابق تاریخى آبیارى در بین‌النهرین به ۴۰۰۰ سال قبل از میلاد و در هندوستان و پاکستان به ۲۵۰۰ سال قبل از میلاد مسیح مى‌رسد. طى این مدت، فنون آبیارى تکامل پیدا کرده و در آینده نیز به دلیل رقابت شدید بر سر آب این فن‌آورى‌ها بیشتر خواهد شد.
غالباً تصوّر مى‌شود که قدمت آبیارى تنها مربوط به آفریقا و آسیا و به‌خصوص خاورمیانه است، حال آن که این چنین نبوده و همزمان در سایر نقاط دنیا و به‌خصوص در چین و آمریکاى لاتین نیز فعالیت‌هاى آبیارى وجود داشته است، به‌طورى‌که قدمت سازه‌هاى آبیارى در چین مربوط به ۲۶۰۰ سال قبل از میلاد بوده و در آمریکاى لاتین به بیش از ۱۰۰۰ سال قبل از میلاد مسیح مى‌رسد. اما نوع فن‌آورى‌ها در هر یک از این مناطق بسته به شرایط محیطى متفاوت بوده است. مثلاً اگر در مصر سیستم‌هاى آبرسانى و توزیع آب با کانال پیشرفت داشته است، بهره‌بردارى از آب‌هاى زیرزمینى و حفر قنات و چاه از فن‌آورى ایرانیان بوده است و یا روش‌هاى استفاده از چاه‌هاى کم عمق از ابداعات مردم هندوستان و پاکستان بوده است.
هر چند در قدیم از آبیارى به‌عنوان عاملى جهت اسکان و یک‌جانشینى قبایل استفاده گردید که در نهایت به شکوفایى تمدن‌ها انجامید ، اما امروزه هدف از آبیارى عمدتاً تأمین غذا و پوشاک براى جمعیت رو به افزایش دنیا است.
در دنیا فقط ۱۶ درصد اراضى کشورزى آبیارى مى‌شوند و بقیه هنوز به‌صورت دیم مورد استفاده قرار مى‌گیرند، ولى بیش از ۳۴ درصد کل تولیدات کشاورزى جهان و به‌خصوص محصولات ارزشمند غذایى از همین اراضى تحت آبیارى حاصل مى‌شود.
بنابراین شاید بتوان گفت که بدون آبیارى تأمین غذاى کافى براى جمعیّت کنونى جهان امکانپذیر نمى‌باشد.
تا به‌حال دو عامل در گسترش وسعت اراضى تحت آبیارى در دنیا مؤثر بوده‌اند که یکى اقلیم و کمبود آب براى رشد طبیعى زراعت‌ها و دیگرى بالا بودن جمعیت و نیاز فراوان به غذا مى‌باشد. به‌همین دلیل وضعیت خاص کشورهاى آسیایى در جهان چه از نظر جمعیت و چه از نظر آب و هوایى باعث شده است که بالاترین درصد اراضى آبى (نسبت به اراضى تحت کشت) در این قاره وجود داشته باشد. مثلاً در حالى‌که در اورپا فقط ۵/۸ درصد، در آمریکاى جنوبى ۸ درصد، در روسیه ۵ درصد و در آمریکا ۱۰ درصد اراضى کشاورزى به‌صورت آبى زیر کشت قرار دارند، در آسیا ۳۶ درصد زمین‌هاى کشاورزى با آبیارى زراعت مى‌شوند و این نشان دهندهٔ نقش آبیارى و اهمیت آن در تولیدات غذایى این کشورها مى‌باشد. در ایران زراعت‌هاى آبى رکن اساسى کشاورزى کشور را تشکیل مى‌دهند. تقریباً ۹۸ درصد محصولات غذایى تولید شده در ایران از اراضى آبى بدست مى‌آید. علاوه بر این ۲۳ درصد مشاغل و ۲۷ درصد تولید ناخالص ملى مربوط به بخش کشاورزى روى این اراضى است. در بسیارى از نقاط کشور تقریباً تمام آب مورد نیاز زراعت‌ها با آبیارى تأمین مى‌شود و همین امر سبب شده است که منابع آبى کشور و به‌خصوص آب‌هاى زیرزمینى به سرعت تخلیه و به مرحله بحرانى رسیده باشند و چون تأمین آب بیشتر براى کشاورزى معمولاً مشکل یا امکانپذیر نمى‌باشد ، مناسب‌ترین راه آن است که با فن‌آورى‌هاى مناسب در زمینه آبیارى حداکثر استفاده از منابع آب موجود برده شود و این امر میسر نخواهد شد مگر با اجراء شیوه‌هاى کارآمد و مؤثّر در توزیع آب و آبیارى.
اهداف
امروزه آبیارى به‌قدرى از عملیّات عادى کشاورزى به‌حساب مى‌آید که حتى براى متخصّصان نیز مجال طرح این سؤال که اصولاً با اجراء طرح‌هاى آبیارى چه اهدافى را مى‌توان برآورده ساخت پیش نمى‌آید. در صورتى‌که ممکن است اجراء یک طرح آبیارى صرفاً به‌منظور تولید مواد غذایى نبوده و در مقیاس کلان اهداف دیگرى دنبال گردد. مثلاً اولین طرح‌هاى آبیارى که در غرب آمریکا به کمک فدرال اجراء مى‌شد بیشتر براى انتقال جمعیت از شرق آمریکا و اسکان آنها در نواحى غربى آن کشور بود تا تولید مواد غذایی. حتى ممکن است اهداف سیاسى و نظامى نیز در اجراء طرح‌هاى آبیارى وجود داشته باشد.
تولید محصول
اصلاح محیط
تأمین امنیت ملی
اصلاح زمین
ایجاد شغل
مبارزه با خشکسالی
تولید محصول
تولید محصول، اصلاح زمین، اصلاح محیط، ایجاد شغل، تأمین امنیت ملی، مبارزه با خشکسالى مهمترین وظیفه آبیارى کمک به تولید بیشتر مواد غذایى است. در حال حاضر در سطح دنیا حدود ۲۳۶ میلیون هکتار زمین به‌صورت آبى کشت مى‌شود. گرچه مقدار این نسبت به کل اراضى تحت کشت که بیش از ۵/۱میلیارد هکتار مى‌باشد نسبتاً ناچیز است اما همان‌طور که گفته شد حدود ۳۴ درصد از کل تولیدات زراعى دنیا از اراضى آبى حاصل مى‌شود. عواملى که موجب کاهش محصول شده و باعث مى‌شوند که ما نتوایم به‌طور کامل از پتانسیل گیاهان استفاده کنیم بسیار زیاد مى‌باشد اما عمده‌ترین آنها آب است. مثلاً بر اساس مطالعات انجام شده در آمریکا پتانسیل گندم براى تولید در آن کشور حدود ۱۴ تن در هکتار است ولى عملاً متوسط مقدار محصول تولیدى بیش از ۵/۳ تن در هکتار نمى‌باشد و عواملى مانند کم آبی، سیلاب، آفات و بیمارى‌ها، علف‌هاى هرز خشکی، سرما، تگرگ و غیره باعث کاهش محصول مى‌گردند. اما بیشترین سهم در کاهش تولیدات کشاورزى مربوط به آب مى‌باشد. به‌طورى‌که ۴۰ درصد کاهش توان تولید در گیاهان زراعى مربوط به آب است. حتیّ اعمال روش‌هاى مناسب کشاورزى مانند تهیه زمین و کاشت و یا استفاده از کود و سم و بذور اصلاح شده نیز در گرو آبیارى و استفاده بیشتر از آب است. زیرا اگر همین روش‌ها و یا نهاده‌ها را در دیم‌کارى‌ها به‌کار ببریم افزایش محصول همانند زراعت‌هاى آبى نخواهد بود.
اصلاح زمین
تبخیر آب از سطح خاک باعث تجمّع نمک در لایه بالایى خاک شده و ممکن است مقدار نمک در این لایه به حدّى افزایش یابد که امکان رشد براى گیاه وجود نداشته باشد. در چنین وضعیتى باید نمک‌ها را از منطقه توسعه ریشه‌ها خارج ساخت.
ساده‌ترین و عملى‌ترین روش براى خارج کردن نمک‌ها این است که زمین را آبیارى کنیم تا نمک در آب حل شده و به اعماق زمین که خارج از دسترس گیاه باشد انتقال پیدا نماید و یا این که از طریق زهکشى از زمین خارج گردد. به‌عبارت دیگر از آب به‌عنوان عاملى براى حمل و خارج کردن نمک استفاده نمائیم. به مجموعه این عملیات ، زهکشى و اصلاح اراضى گفته مى‌شود. بنابراین شستشو و اصلاح اراضى نیز خود نوعى آبیارى به شمار مى‌رود. در حال حاضر در طرح‌هاى آبیارى که در جنوب کشور براى کشت نیشکر در دست اجرا مى‌باشد به دلیل شور بودن اراضى لازم است شستشوى خاک چندین ماه قبل از کشت صورت گیرد تا غلظت نمک در خاک تقلیل پیدا کرده و محیط براى رشد ریشه گیاه آماده گردد که این کار از طریق آبیارى و زهکشى خاک صورت مى‌گیرد. اگر بخواهیم از شورشدن تدریجى خاک در اثر آبیارى جلوگیرى شود لازم است همواره در هنگام آبیارى علاوه بر نیاز آبى گیاه مقدارى آب اضافى به زمین داده شود تا نمک‌ها را شسته و از محیط رشد ریشه خارج نماید. این مقدار آب که مازاد بر احتیاج آبى گیاه است نیاز آب‌شویى نام دارد و مقدار آن بستگى به شورى آب و خاک و نوع گیاه دارد.
اصلاح محیط
در بعضى موارد، از آبیارى به منظور تغییر محیط رشد گیاه نیز استفاده مى‌شود. مثلاً در هنگامى که خطر سرمازدگى براى گیاه وجود دارد با انجام آبیارى بارانى و پاشیدن آب روى شاخ و برگ مى‌توان گیاه را از خطر یخ‌زدگى نجات داد. زیرا با این عمل سرما باعث مى‌شود که آب روى شاخ و برگ گیاه یخ زده و ادامه سرما فقط قطر لایه یخ روى گیاه را افزایش دهد. بدون آنکه دماى شاخ و برگ از صفر درجه پائین‌تر رود. آنچه در این مورد اهمیت دارد این است که تا زمانى آبیارى قطع شود که دماى هوا از صفر بالاتر شده و تمام یخ‌هاى روى گیاه نیز دوب شده باشد. آبیارى در اکثر موارد باعث بالا رفتن رطوبت در محیط اطراف گیاه شده و همین امر ممکن است براى برخى محصولات به بهبود کیفیت آنها کمک نماید. از جمله مى‌توان به برخى ارقام انگور اشاره کرد که در آن با انجام عملیات آبیارى بارانى و مرطوب نمودن محیط بر کیفیّت میوه‌هاى تولید افزوده مى‌شود.
ایجاد شغل
توسعه شبکه‌هاى آبیارى باعث ایجاد شغل در زمینه‌هاى مختلف مى‌گردد. این امر حتى در بسیارى از کشورها به‌عنوان وسیله‌اى براى جلوگیرى از مهاجرت و یا تعدیل و جابجایى جمعیت از یک نقطه به نقطه دیگر نیز مورد استفاده قرار مى‌گیرد.
تأمین امنیت ملى
بسیارى از کشورهایى که به دلیل توسعه شبکه‌هاى آبیارى بر تولیدات کشاورزى خود افزوده‌اند از نظر غذا به کشورهاى ثروتمند و یا همسایگان خود متّکى نبودن و لذا در صحنه بین‌المللى از قدرت عمل بیشترى برخوردار هستند. تحریم غذایى کشورها امروزه به‌عنوان وسیله‌اى در دست برخى کشورها قرار گرفته و تجربه نشان داده است که از این وسیله به دفعات استفاده نموده‌اند. لذا آبیارى از این جهت که بر تولیدات مواد غذایى مى‌افزاید در تأمین امنیّت ملّى و خودکفایى غذایى کشورها نقش زیادى دارد.
مبارزه با خشکسالى
خشکسالى‌هایى که در سال‌هاى دهه ۱۹۸۰ میلادى در آفریقا اتفّاق افتاد ثابت نمود که کشورهایى قادر به سپردى کردن چنین بلایایى هستند که از شبکه‌هاى آبیارى وسیع برخوردار هستند. حتى در کشورهایى که بارندگى زیاد و آبیارى چندان اهمیتى ندارد ممکن است کمبود بارندگى در یک سال خسارات زیادى ببار آورد. زیرا در چنین وضعى اکثر گیاهان چند ساله مانند درختان میوه صدمه خواهند دید.
حال آن که با یک آبیارى ممکن است درختان در آن سال زنده بمانند. در این کشورها وجود شبکه‌هاى آبیارى مى‌تواند در مواقع ضرورى براى آبیارى تکمیلى وارد عمل شده و محصول را از خطر نابودى برهاند.
اجزاء سیستم‌های آبیارى
یک سیستم آبیارى از اجزاء مختلفى تشکیل شده است که باید به‌صورت هماهنگ کار کنند تا هدف از اجراء سیستم را تأمین نمایند. در کارهاى کشاورزى سیستم‌هاى آبیارى براى این طراحى و اجراء مى‌شوند که آب مورد نیاز زراعت را در زمان معین در اختیار گیاه قرار دهند.
هر سیستم با شبکه آبیارى از ۴ قسمت عمده تشکیل شده است که عبارتند از:
۱. منبع آب (Water Source)
۲. سیستم انتقال آب به مزرعه (Delivery System to Field)
۳. سیستم توزیع آب در مزرعه (Distribution System in the Field)
۴. سیستم کاربرد آب در مزرعه (Application System)
منبع آب ممکن است قنات یا چاه باشد. در قنات آب با دِبى ثابت در تمام ایام سال از آن خارج مى‌شود ولى در چاه هر چند دبى ثابت است اما زمان استخراج در اختیار زارع مى‌باشد، در چنین شرایطى حداکثر ظرفیت سیستم آبیارى از نظر مصرف آب نباید از دبى قنات یا چاه بیشتر باشد در پاره‌اى موارد منبع آب ممکن است رودخانه‌اى باشد که آب از آن منحرف و وارد کانال‌هاى انتقال مى‌گردد. در این مورد دبى در ایام مختلف سال متغیر بوده و لازم است تغییرات فصلى دبى نیز در نظر گرفته شود تا کمبود آب در برخى مواقع سال باعث کاهش و یا از بین رفتن محصول نشود. در جاهایى که سد احداث شده باشد و آب مورد نیاز سیستم آبیارى از مخازن این‌گونه سدها تأمین مى‌شود ممکن است بنا به تقاضاى زارع هر مقدار آب و در هر زمان که بخواهد در اختیار وى قرار گیرد. در این وضعیت ایده‌آل سیستم آبیارى از قابلیت انعطاف زیادى برخوردار خواهد بود.
در پاره‌اى موارد ممکن است آب به‌طور موقت در مخازنى ذخیره و سپس مورد استفاده قرار گیرد. مخازن کوچک داخل مزرعه نقش مهمى را در طرح‌هاى آبیارى ایفاء مى‌کنند. بعضى از این مخازن براى ذخیره آب برگشتى از مزارع ساخته مى‌شوند تا در اراضى پائین دست مورد استفاده قرار گیرد. در وضعیتى که شرایط طبیعى ایجاب کند آب رودخانه در هنگام پرآبى در مخازن داخل رودخانه‌اى (On-stream reservoirs) و یا با انحراف آب در مخان خارج رودخانه‌اى (Off-stream reservoirs) ذخیره شده و سپس در هنگام کم آبى مورد استفاده قرار مى‌گیرد. بررسى مقدار آب، زمان جریان آب و حجم مفید از اقداماتى است که باید در طراحى سیستم آبیارى در نظر گرفته شود.
سیستم انتقال آب از منابع مختلف به مزرعه ممکن است به‌وسیله کانال روباز و یا لوله‌هاى تحت فشار باشد. کانال به آبراهه‌اى گفته مى‌شود که مصنوعاً براى انتقال آب ساخته شده باشد. کانال‌ها ممکن است با مصالح ساختمانى پوشش شده و یا آنکه بدون پوشش باشند.
علاوه براین جریان آب در کانال ممکن است تنظیم شده (Requlated) یا تنظیم نشده (Unrequlated) باشد. مزیت لوله‌هاى تحت فشار نسبت به آبراهه‌هاى روباز در این است که علاوه بر جلوگیرى از تلفات شت و تبخیر در صورتى که اختلاف فشار بین منبع تا مزرعه کافى باشد این امکان وجود دارد که از اختلاف پتانسیل ثقلى استفاده نموده و سیستم‌هاى آبیارى تحت فشار را در مزرعه پیاده کرد. سیستم انتقال چه از نوع لوله و چه از نوع آبراهه‌هاى روباز باید از چنان ظرفیتى برخوردار باشند تا در مواقعى که به حداکثر آب نیاز است آن را به مزرعه منتقل نماید. در اکثر سیستم‌هاى آبیارى که در آنها از چاه استفاده مى‌شود چون این چاه‌ها در مزرعه و در کنار اراضى حفر مى‌شوند آب مستقیماً و بدون نیاز به انتقال مورد استفاده قرار مى‌گیرد و لذا به سیستم‌هاى انتقال نیاز نمى‌باشد.
سیستم توزیع آب در مزرعه شامل کانال‌هاى کوچکتر درجه ۳ و ۴ و سازه‌هاى تقسیم آب و نهرهایى است که در بالاى قطعات اراضى قرار مى‌گیرند. این سیستم‌ها نیز ممکن است لوله‌هاى تحت فشار باشند که آب را تا بالاى هر قطعه زمین انتقال مى‌دهند. ابعاد کانال‌هاى درجه ۳ و ۴ معمولاً کوچ است اما با توجه به تناوب زراعى و تغییر نوع کشت در قسمت‌ها مختلف مزرعه باید ظرفیت لازم را داشته باشند تا بر حسب الگوى کشت آب مورد نیاز قطعات را در زمان حداکثر نیاز تأمین نمایند.
سیستم کاربرد آب در مزرعه به مجموعه روش‌ها و فن‌آورى‌هایى گفته مى‌شود که آب را براى استفاده گیاه درمزرعه پخش مى‌کند. از نظر کلى سیستم‌هاى کاربرد آب در مزرعه که به سیستم‌هاى آبیارى معروف هستند به سه گروه تقسیم مى‌شوند:
۱. سیستم‌هاى آبیارى سطحی
۲.سیستم‌هاى آبیارى تحت فشار
۳. سیستم‌هاى آبیارى زیرزمینی
روش‌هاى سطحى شامل انواع آبیارى‌هایى است که در آنها براى پخش آب در مزرعه از نیروى طبیعى ثقل استفاده مى‌شود مانند روش‌هاى آبیارى جوى پشته‌ای، نواری، کرتی، سیلابى و غیره. حال آنکه در روش‌هاى آبیارى تحت فشار عامل توزیع آب در مزرعه نیروى خارجى است که به آب وارد مى‌شود. از این روش‌ها مى‌توان انواع آبیارى‌هاى بارانى و قطره‌اى را نام برد.
روش‌هاى آبیارى زیرزمینى شامل عملیاتى است که در آنها سطح ایستابى (سطح آب زیرزمینی) در عمق معینى از سطح زمین کنترل مى‌شود تا صعود مویینه‌اى آب بتواند نیاز آبى گیاه را تأمین نماید این نوع روش‌ها در مناطقى کاربرد دارند که لایه‌هاى غیر قابل نفوذ در مجاورت سطح زمین وجود داشته و یا اصولاً سطح ایستابى در منطقه بالا باشد. آبیارى‌هاى زیرزمینى را نباید با آبیارى‌هاى زیر سطحى که براى جلوگیرى از تبخیر، آب مستقیماً وارد منطقه توسعه ریشه‌ها مى‌شود اشتباه کرد.
طراحى سیستم‌های آبیارى
طراحى یک سیستم آبیارى به مجموعه عملیاتى گفته مى‌شود که در سطح مزرعه انجام مى‌شود تا آب به‌صورت مؤثر توزیع و در اختیار گیاه قرار گیرد.
شرح مسأله
جمع‌آوری اطلاعات
انتخاب سیستم
خلّاقیّت
درجه اعتماد
شرح مسأله
اولین موضوعى که براى مهندس باید روشن شود توصیف مسأله است. یک نفر مهندس آبیارى خود باید بداند طراحى براى چه منظورى صورت مى‌گیرد و با احداث سیستم آبیارى چه مرادى حاصل خواه شد؟ هدف‌هاى فیزیکى که قرار است سیستم به آن برسد کدام است؟ با احداث سیستم چه منافع اقتصادى باید کسب شود؟ و یا هدف‌هاى سیاسى و اجتماعى سیستم کدام هستند؟ و سرانجام اینکه با چه معیارى باید مشخص کرد که سیستم به‌طور فیزیکى به اهداف خود رسیده است یا نه. تنها زمانى که جواب این سؤالات براى مهندس روشن باشد باید قدم بعدى برداشته شود.
جمع‌آورى اطلاعات
براى یک مهندس با تجربه وقت‌گیرترین قسمت طراحى سیستم آبیارى جمع‌آورى داده‌ها و اطلاعات است. دلیل این موضوع آن است که سیستم آبیارى در هنگام کاربرى شرایط محیطى را تغییر مى‌دهد و لذا براى آنکه طراحى به نحو صحیحى انجام شود مى‌بایست در مورد خصوصیات فیزیکى و شیمیایى خاک، خصوصیات کیفى آب، پارامترهاى آب و هوایی، عکس‌العمل زراعت نسبت به آبیاری، هزینه‌ها و درآمدهاى اقتصادى بخش‌هاى مختلف سیستم آبیاری، مسائل اجتماعى و موانعى که در راه اجراى طرح آبیارى وجود خواهد داشت اطلاعات کافى در اختیار باشد. باید توجه داشت که هیچ‌وقت دو طرح آبیارى مشابه همدیگر نیستند، بلکه حداقل از نظر خاک و شرایط آب و هوایى و پستى و بلندى متفاوت هستند. بنابر این نمى‌توان طرح‌ها را از روى یکدیگر اقتباس کرد بلکه در هر مورد باید مطالعات جداگانه‌اى انجام شود. بعضى داده‌ها قبلاً اندازه‌گیری، جمع‌آورى و ثبت شده‌اند (مانند داده‌هاى هواشناسی) اما براى برخى نیاز به اندازه‌گیرى‌هاى صحرایى است (مانند نفوذپذیری) و بعضى دیگر مى‌بایست در آزمایشگاه سنجیده شوند. توصیه مى‌شود مهندس طراح حتى‌الامکان شخصاً داده‌هاى مورد نیاز را جمع‌آورى یا اندازه‌گیرى نماید تا اولاً خصوصیات فیزیکى طرح را لمس کرده باشد و ثانیاً به درجه صحت آنها پى برده و در کاربرد آنها از نظر دقت بعضاً وسواس نشان ندهد.
انتخاب سیستم
پس از آنکه داده‌هاى هواشناسی، خاک، آب، شرایط فیزیکى و غیره جمع‌آورى شده مى‌بایست یک سیستم مناسب براى طرح انتخاب شود. گاهى اوقات شرایط به نحوى است که باید فقط یک سیستم مناسب براى طرح انتخاب شود. گاهى اوقات شرایط به نحوى است که باید فقط یک سیستم خاص را انتخاب کرد. مثلاً مهیا بودن وسایل و ابزار کار ممکن است باعث شود که فقط نوع خاص سیستم آبیارى مطرح باشد. اما غالباً چند سیستم آبیارى را مى‌توان در مقایسه با یکدیکر تحلیل و سرانجام سیستمى را انتخاب نمود که بالاترین سوددهى را داشته باشد. توجه داشته باشید که هیچ سیستم آبیارى را نمى‌توان یافت که تمام شرایط موجود منطبق بر آن باشد اما سیستمى را باید انتخاب نمود که از روش‌هاى دیگر مناسب‌تر باشد. در انتخاب سیستم آبیارى شرایط اجتماعى و اقتصادى و بخصوص درجه پذیرش یا آشنایى زارعین با آن را در نظر بگیرید و سیستمى را انتخاب نکنید که فقط براى مدت کوتاهى قابل دوام باشد. مثلاً سیستم آبیارى موجى یا سرج
(Surge) که در آن جریان ورودى به داخل شیارها طبق برنامه همزمانى مشخصى قطع و وصل مى‌شود اگر چه از نظر راندمان و صرفه‌جویى در آب و یکنواختى توزیع رطوبت روش مفیدى است اما نیاز به تجهیزات و سیستم‌هاى کنترل خاصى دارد که فراهم کردن آن براى اکثر زارعین میسر نمى‌باشد بنابر این بجز در بعضى کشورها امکان پیاده کردن آن در تمام نقاط وجود ندارد. باید توجه داشت که انتخاب یک سیستم آبیارى از بین گزینه‌هاى مختلف بصورت مطلق نبوده و در واقع سیستمى که نسبت به سایر گزینه‌ها ارجحیت دارد انتخاب مى‌گردد.
خلّاقیّت
خلّاقیّت موضوعى است سواى آنچه در کتاب‌هاى درسى به مهندسان آموخته مى‌شود. دو نفر مهندس با سطح معلومات مساوى طرح‌هاى متفاوتى را طراحى خواهند نمود که یکى از آنها بیشتر مقبول واقع مى‌شود زیرا خلّاقیّت بیشترى در آن بکار برده شده است. خلّاقیّت را نمى‌توان با آموزش کسب کرد بلکه تجربه، دیدن سایر طرح‌ها، گفتگو با مدیران طرح‌هاى قبلى زارعین و صاحبان صنایع و امثال آن موضوعاتى را به مهندس القاء مى‌کند که کاربرد آنها در طرح‌هاى آبیارى راه‌گشاى بسیارى از مسائل است. در هر حال مهندس طراح باید از خلاقیت کافى برخوردار باشد.
درجه اعتماد
امروزه با در اختیار داشتن ماشین‌هاى محاسب سریع و بکارگیرى آنها در طراحى مى‌توان به راه‌حل‌هاى دقیق، البته نه الزاماً صحیح، دست یافت. دستیابى به هر راه حل مى‌بایست با دو معیار سنجیده شود:
۱. دقت داده‌هاى مورد استفاده در طرح چقدر بوده است؟
۲. نتایج به‌دست آمده تا چه اندازه قابل قبول است. در مورد اول دقت امرى نسبى است و نباید آن را با وسواس یکى دانست.
هر پارامترى که در طراحى بکار مى‌برید درجه دقت مخصوص بخود را دارد. مثلاً ممکن است بتوانید افت اصطکاک را در لوله دقیق محاسبه کنید اما سطح پمپاژ را که داراى تغییرات فصلى و ماهیانه است نمى‌توانید دقیق حساب نمایید در صورتى که هر دوى این داده‌ها در محاسبه قدرت پمپ مورد نیاز است.
در مورد اینکه نتایج به‌دست آمده از طراحى یک سیستم آبیارى تا چقدر قابل قبول است فقط تجربه و اطلاعات مهندس است که تشخیص مى‌دهد پیشنهاد یا راه حل بدست آمده قابل قبول خواهد بود یا نه. مثلاً اگر زمان تعویض لوله‌هاى سیستم بارانى براى ساعت ۲ بعد از نیمه‌شب طراحى شده باشد، هر چند این زمان بهترین زمان هم تشخیص داده شده باشد اما از نظر عملى عاقلانه و قابل قبول نخواهد بود که از کارگران بخواهیم در ان ساعت شب از خواب بیدار شده و این کار را انجام دهند و یا اگر سیستم کامپیوترى راه‌اندازى دستگاه آبیارى بارانى دوار مرکزى (سنترپیوت) بهترین روش هم باشد براى زارعینى که سطح اطلاعات آنها اندک است این روش مقبول نخواهد بود. در این موارد در نظر گرفتن عرف و عادات و سنت‌هاى اجتماعى و فرهنگى و حتى اعتقادات مذهبى زارعین نیز باید در نظر گرفته شود.
فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد
تعداد صفحات این مقاله35 صفحه
پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید
دانلود مقاله بررسی سیستم های آبیاری گلخانه ای
