مقدمه
با توجه به عموميت كاربرد روش های آبياری سنتی در كشور ما و پايين بودن راندمان كاربرد آب در اين روش ها برای اينكه به اهداف خود در جهت توسعه كشاورزی و بالا بردن ميزان توليدات كشاورزی دست يابيم٬ بالاجبار بايستی از روش های نوين آبياری (تحت فشار) استفاده نماييم. در روش های آبياری تحت فشار، آب ابتدا به وسيله نيرو پمپ تحت فشار قرار گرفته سپس به صورت قطره ای يا بارانی برای آبياری استفاده می شود. با توجه به راندمان بالا اين روش ها در كنار ساير مزايای آن می توانيم از آب محدود موجود سطح بيشتری را كشت كرده و با بالا بردن كارآيی مصرف آب از طرف ديگر توليدات كشاورزی خود را افزايش دهيم. البته بايستی در انتخاب روش آبياری مواظب بود تا به قولی از چاله به چاه نيافتيم بلكه بايستی قبل از انتخاب و اجرای روش آبياری تحت فشار ملاحظات لازم را از نظر فنی، اقتصادی، اجتماعی و … به عمل آورد تا بعداً دچار مشكل نشويم.
تعريف آبياری
آبياری در فرهنگ ها به عنوان افزايش مصنوعی آب به زمين (به وسيله نهرها ، جوی ها ،لوله ها يا غرقاب كردن)برای تامين رطوبت مورد نياز رشد گياه تعريف می شود.
نياز آبياری
به مقدار آبی گفته مي شود كه به صورت آبياری به زمين داده می شود تا گياه با حداكثر توان خود رشد نموده و توليد محصول نمايد. بخشی از اين نياز ممكن است از طريق باران های موثر تامين شود. از طرف ديگر علاوه بر نياز گياه بايد مقداری آب اضافی نيز داده شود تا نمک های اضافی از منطقه ريشه شسته شود.
شرايط اساسي انتخاب روش های آبياری
1- خصوصيات خاک
2- پستی و بلندی (توپوگرافی) و شيب زمين
3- شرايط آب و هوایی
4- منبع تامين آب
5- نوع محصول زراعی
6- منابع مالی و توان اقتصادی و توجيه اقتصادی روش ها
7- نيروی انسانی
8- مقدار و كميت آب قابل استفاده در آبياری
9- روش های آبياری معمول منطقه
10- سطح اطلاعات و امكانات فنی و مسايل اجتماعی و…
روش های آبياری
الف-آبياری سطحی (سنتی):
آبياری سطحی كه به عنوان قديمی ترين و معمولترين روش كاربرد آب در مزرعه می باشد از اهميت كافی برخوردار بوده و به انواع مختلف تقسيم بندی مي شود.
1-آبياری كرتی (Basin Irrigation)
2-آبياری نواری (Border Irrigation)
3-آبياری جوی پشته ای يا رديفی (Furrow Irrigation)
ب-آبياری تحت فشار (نوين):
1- آبياری بارانی
عبارت از روشی است كه در آن آب در لوله هایی در مزرعه جريان پيدا كرده سپس وارد قسمتی به نام آبپاش مي شود در موقع خروج از آن قطرات آب در هوا پخش می شود و به صورت باران به روی خاک مي ريزد. آبياری بارانی دارای روش ها و دستگاه های مختلفی می باشد كه با توجه به وضعيت اقتصادی، پستی و بلندی زمين، وجود و يا عدم وجود نيروی انسانی لازم و مقدار آب مورد نياز انواع سيستم های آبياری بارانی طراحی و اجرا مي شود.
1-1:روش كلاسيک
اين روش را برای آبياری انواع گياهان زراعی در زمين های شيب دار، هموار، ناهموار و خاک های شنی و رسی می توان استفاده كرد. كلاسيک ثابت، متحرک و نيمه متحرک از انواع مختلف اين روش می باشد كه اساس كار آنها يكسان می باشد.در اين روش آب به وسيله پمپ از منبع آب (مخزن، استخر، چاه و رودخانه) وارد لوله های اصلی و سپس بال ها شده و از طريق آبپاش ها به صورت قطره های بسيار ريز و يكنواخت بر روی مزرعه پاشيده می شود.
1-2:روش دستگاه آبياری غلطان (ويلمو)
با توجه به مشكل حمل و نقل لو له های بلند آبياری و باز كردن قطعات و جابجایی آنها٬ سيستم ويلمو با هدف آسان تر كردن جابجایی لوله های آبياری طراحی و ساخته شد. جابجایی دستگاه توسط موتوری كه در وسط بال های دستگاه نصب شده است انجام مي گيرد. بال های دستگاه شامل تعدادی لوله و چرخ است كه معمولاً از جنس آلومينيوم می باشد. بال دستگاه علاوه بر انتقال آب مورد نياز به آبپاش ها محور حركت چرخ ها را نيز بر عهده دارد. اين روش در شرايط ذيل قابل استفاده است.
- مزارعی كه نسبتاً هموار باشد(حداكثر شيب 5-3 درصد).
- مزارعی كه ارتفاع گياهان آن حداكثر به یک متر می رسند.
- در مزارعی كه در مسير حركت دستگاه مانع وجود نداشته باشد.
1-3:روش دستگاه آبياری بارانی قرقره ای
دستگاه آبياری بارانی قرقره ای برای آبياری گياهان كوتاه و بلند در زمين های رسی و شنی هموار و ناهموار استفاده می شود. اين دستگاه ماشين هایی هستند كه در طول يک نوار آبياری نموده و دستگاه آبپاش به وسيله یک لوله پلی اتيلن آبرسانی و كشيده می شود. اين ماشين ها به صورت مداوم اراضی مورد آبياری را به شكل نوارهای به طول 300 متر و عرض 70 متر آبياری می نمایند. در اين سيستم آبياری معمولاً از آبپاش های نوع گان استفاده می شود. اين آبپاش بر روی شاسی چرخ دار يا روی كالسكه سوار می گردد. با توجه به جابجایی و تحرک سريع اين دستگاه بيشتر جهت انجام آبياری تكميلی در اراضی ديم و حاشيه رودخانه ها كاربرد دارد.
1-4:دستگاه آبياری باراني عقربه ای (سنتر پيوت)
سنتر پيوت سيستم آبياری بارانی بوده كه جهت آبياری مزارع بزرگ و يكپارچه مورد استفاده قرار مي گيرد و از آن مي توان برای آبياری گياهان ساقه كوتاه و بلند و در زمين های هموار و نسبتاً ناهموار استفاده كرد .اين سيستم شامل يک بازوی حامل آبپاش ها می باشد كه بر روی يک چرخ مستقر گرديده و حول يک نقطه مركزی تحت اثر نيروی برق يا هيدروليک مي چرخند لذا زمين تحت آبياری اين دستگاه به شكل دايره است. با توجه به طول بازو اين دستگاه می تواند سطحی معادل10 تا 200 هكتار را آبياری نمايد. كاربرد اين دستگاه در اراضی كوچک (كمتر از 40 هكتار) از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه نمی باشد.
مزايای آبياری بارانی
1-صرفه جویی در مصرف آب و افزايش راندمان تا 75 درصد
2-امكان آبياری اراضی شيب دار (بدون نياز به تسطیح)
3-آبياری با منابع آبی كم (در آبياری سطحی مقدور نمی باشد)
4-امكان آبياری در خاكهای كم عمق (به علت خاک كم عمق امكان تسطيح وجود ندارد)
5-جلوگيری از رواناب و فرسايش خاک
6-توزيع به موقع و به اندازه و يكنواخت آب و كود وسم
7-افزايش عملكرد محصول و بهبود كيفيت آن
8-قابل اندازه گيری بودن دقيق مقدار آب مصرفی
9-نياز كمتر به نيروی انسانی
10-قابل استفاده بودن در اهداف ديگر(مثل جلوگيري از يخبندان ،سرمازدگي درختان ،خنك كردن محيط گياه در هواي گرم )
-آبياری قطره ای
آبياری قطره ای عبارت است از روشی كه طی آن آب با فشار كم از روزنه يا قطره چكان از شبكه خارج و به صورت قطره ای پای بوته يا درخت ريخته مي شود. فشار لازم در اين سيستم به وسيله پمپ يا اختلاف ارتفاع تامين می شود. اين سيستم شامل قسمت های مختلف از جمله قسمت تامين فشار و كنترل مركزی (پمپ، دستگاه های تصفيه آب شامل سيكلون و فيلتر شني، مخزن كود ومواد شيميايي) لوله های اصلی و فرعی و قطره چكان ها می باشد. در اين روش ها اين امكان به وجود مي آيد تا عمل آبياری تا حد رفع نياز آبی گياه انجام شود و به ميزان زيادی از اتلاف آب به صورت نفوذ عمقی، ايجاد رواناب و تبخير كاسته مي شود.اين روش بيشتر در باغات مورد استفاده قرار مي گيرد ولی اخيراً روشی از اين سيستم به نام سيستم تيپ برای گياهان رديفي از جمله چغندرقند، ذرت و حتی پنبه مورد استفاده قرار گرفته و در كشور ما نيز به صورت موفقيت آميزی توسعه پيدا كرده است.
مزايای آبياری قطره ای
1-صرفه جويي در مصرف آ ب و افزايش راندمان تا 90 درصد
2-افزايش عملكرد محصول
3-نياز كمتر به نيروی انساني
4-قابل اتوماتيک بودن سيستم آبياري
5-از بين رفتن مشكلات علف هرز مزرعه و هزينه مبارزه با آن
6-توزيع به موقع و به اندازه آب و كود
7-بهبود كيفيت محصول و بازار پسندی آن
8-عدم نياز به تسطیح
-آبياری زيرزمينی
در سالهای اخير انتقال آبياری كشاورزی از سطحی به زيرزمينی و استفاده از لوله های تراوش كننده بيش از پيش مورد توجه قرار گرفته است. در اين روش لوله های تراوا در زيرزمين در ناحيه ريشه قرار می گيرند و توسط اين لوله های زيرزمينی تراوا آب و كود و سم و اكسيژن مستقيماً در اختيار ريشه گياه قرار مي گيرد. كل سيستم مانند روش آبياری قطره ای است منتها در اين روش به جای لاترالهای حامل قطره چكان ها يا روزنه ها٬ لوله های تراوا (تراوش كننده) در زير زمين و در ناحيه ريشه گياه قرار مي گيرند. به خاطر مزايای زياد اين سيستم در سالهای اخير گرايش فوق العاده ای به اين سيستم مشاهده مي شود كه مسلماً روند اين توسعه ادامه خواهد يافت. بطوريكه گفته می شود آينده كشاورزی در تصرف آبياری های زير زمينی خواهد بود.
مزايای آبياری زيرزمينی
1-صرفه جويي در مصرف آب
2-افزايش محصول (تا دو سه برابر گزارش شده است)
3-صرفه جویی در مصرف كود و سم (صرفه جويي تا 50%)
4-صرفه جویی در مصرف انرژی (0/6 تا0/8 بار)
5-عدم نياز به تسطيح
6-از بين رفتن تدريجی علف های هرز در باغات
7-قابل اجرا بودن در باغات و حتي در گلدان های منزل
8-جلوگيری از شيوع آفات
9-كاهش آلودگی زيست محيطی
10-عدم مزاحمت برای ماشين آلات و كارگران
11-مصونيت لوله های تراوا از گرما و سرما
12-مصونيت از آسيب و سرقت
13-قابل كنترل اتوماتيک
توصیه ها جهت روند بهتر اجرای سيستم های تحت فشار
1-ضرورت توسعه روش های آبياری تحت فشار :
توسعه اراضی آبی كشور با توجه به كمبود منابع آب موجود جز از طريق صرفه جویی در مصرف آب موجود امكان پذير نمی باشد. افزايش سطح زيركشت از طريق صرفه جویی در مصرف آب و بالا بردن راندمان آبياری می تواند مورد توجه قرار گيرد. كنترل آب، صرفه جويي و بالا بردن راندمان آبياری در روش های سنتي موجود، نياز به صرف وقت و هزينه زيادی دارد. در اين شرايط بهترين گزينه بالا بردن راندمان آبياری از طريق تبديل در روشهای آبياری سطحی به آبياری تحت فشارمی باشد.اجرای اين روش ها با ملاحظات لازم و مديريت مناسب می تواند باعث افزايش راندمان آبياری و توليد محصولات بيشتر شود. درست است كه آبياری تحت فشار باعث افزايش راندمان می شود ولی بايد توجه داشت كه در هر شرايطی نبايد اين روشها را توصيه كرد و در صورتیكه آبياری سطحی موجود بتواند از تلفات جلوگيری كند هيچ توجيهی برای تغییر روش ها وجود ندارد.
هدف از تغيير روش آبياری بهبود وضعيت آبياری مي باشد كه اين تغيير نبايد بدون مطالعه و بررسی انجام گيرد چرا كه در صورتيكه تغيير نامناسب باشد اثرات سوء و ترويج بد روش های جديد را به دنبال خواهد داشت كه ضربه سختی بر پيكره رو به رشد اين روش ها در كشور خواهد زد.در شرايط فعلي با توجه به اينكه چند سال از توسعه اين روش ها در كشور مي گذرد بايستی با ارزيابی و بررسی (بهره برداری ، فنی ، اجتماعی …) طرح های اجرا شده ،درجه موفقيت آنها در هر منطقه تعيين و راه های بالا بردن كيفيت روش های اجرا شده و راهكارهای توسعه طرح های جديد را تعيين نمود.
2- مراحل توسعه آبياری تحت فشار :
1. بررسی وضعيت موجود
2. بررسی و ارزيابي طرح های اجرا شده در سال های اخير
3. ارائه الگوی طراحی منطقه با توجه به طرح های اجرا شده و ارزيابی شده
4. اصلاح روش های اجرایی و ارائه راه حل برای تسريع روند توسعه
5. مطالعه و تحقيق روی روش های جديدتر آبياری تحت فشار و سازگار با شرايط اقليمی مناطق مختلف
6. اجرای طرح های الگوی روش هاي نوين آبياری تحت فشار در مناطق مختلف
7. ارائه طرح های مديريتی و بهره برداری مناسب برای افزايش راندمان های آبياری
8. مطالعات اجتماعی و فرهنگی و آماده كردن زمينه پذيرش سيستم توسط زارعين منطقه
3- مراحل دستيابی به يک سيستم موفق در سطح مزرعه:
الف-طراحی
1– مطالعات اوليه شامل :
1. تهیه نقشه توپوگرافی با مقياس های مناسب
2. تهیه اطلاعات مربوط به خاک (بافت، ظرفيت مزرعه ای و نفوذپذيری خاک)
3. حداكثر ظرفيت نفوذ پذيری در خاک
4. سرعت نفوذ آب در خاک
5. تعيين فاصله آبياری
6. نياز خالص و ناخالص آبياری
7. ظرفيت سيستم
2– طراحی روش آبياری:
1. تعیین و طراحی نوع سيستم
2. تعیین بهترين آرايش لوله ها و آبپاش ها
3. طراحی لوله های جانبی (جنس، قطر، فشار و…)
4. طراحی ايستگاه پمپاژ
ب-اجراء
اجرای يک سيستم آبياری مهمترين قسمت به شمار می رود. در صورتيكه اصول بنيادی در طراحی در نظر گرفته شود بايستی طرح را طبق نقشه طرح اجرا كرد و در اجرا از وسايل و تجهيزات مناسب و استاندارد استفاده نمود.
ج-ارزيابی و مديريت سيستم
بعد از اينكه در يک مزرعه آبياری تحت فشار طراحي و اجرا گرديد بايستی در اولين فصل كار در مزرعه ارزيابی به عمل آيد تا نقاط ضعف آبياری مشخص و نسبت به رفع آن اقدام گردد. توسعه كمی و كيفی آبياری تحت فشار بستگی به اين دارد كه طرحهای اجرا شده به صورت اصولی به انجام برسد و سياست كلی بر مبنای اصول علمی استوار گردد.
نكته آخر اينكه در صورتی می توان حداكثر استفاده از منابع محدود آب به عمل آورد كه طرح های در نظر گرفته شده در اين زمينه با شرايط موجود منطقه و پارامترهای لازم جهت طراحی تطبيق داده شوند و اين امر به جز با انجام تحقيقات در موارد فوق امكان پذير نخواهد بود.
منابع
1. ابريشمی .م و عليزاده .ا. 1372 .آبياري بارانی .انتشارات آستان قدس رضوی
2. ابراهيمی .م .1376 .روش های طراحی سيستم های آبياری تحت فشار.انتشارات معاونت زيربنايی وزرات كشاورزی
3. بی نام. 1376 .شناخت و كاربرد دستگاه آبياری بارانی .انتشارات دفتر توسعه برنامه های ترويجی و مشاركت فنی وزارت جهاد كشاورزی
4. بی نام. 1376 .شناخت و كاربرد دستگاه آبياری قطره ای .انتشارات دفتر توسعه برنامه های ترويجي و مشاركت فني وزارت جهاد كشاورزی
5. سلطانزاده .ح. 1372 .ارزيابي و مقايسه روش های مختلف طراحی آبياری شياری و انتخاب روش بهينه .گزارش پژوهشی سازمان تحقيقات و آموزش كشاورزی .نشريه شماره 10.
6. عليزاده .ا. و .ضيابان .ح .1369 .آبياری قطره ای .انتشارات آستان قدس رضوی
7. عليزاده .ا .1374 .اصول طراحی سيستم های آبياری .آستان قدس رضوی
نویسنده׃مجتبی مرادی