آب و آبیاری از موضوعات مهم در کشاورزی است کمبود و نحوه استفاده اشتباه از آب می تواند منجر به افت کیفیت محصولات و کاهش عملکرد مزرعه شود. استفاده بهینه از آب در آبیاری اهمیت زیادی دارد و به حفظ منابع آبی و افزایش عملکرد محصولات کشاورزی کمک می کند.
آشنایی با انواع روش های آبیاری در کشاورزی
روش های زیادی برای آبیاری باغ در کشاورزی وجود دارد و هر کدام ویژگی های خاص خودش را دارد. برخی از روش های آبیاری مانند استفاده از سیستم های آبیاری قطره ای ، آبیاری سیستم های جت ، آبیاری به روش چاه ، آبیاری به روش بارانی ، آبیاری به روش رواناب و آبیاری به روش زیر زمینی هستند.
هر کدام از روش ها دارای مزایا و معایب خود هستند و باید متناسب با شرایط محیطی و نیازهای گیاهان کشت شده بهینه سازی شوند. و با استفاده از روش های مدیریت آب در کشاورزی می تواند به صرفه جویی در مصرف آب کمک کند و هزینه های ناشی از استفاده بیش از حد از اب و نیروی کار را بکاهد.
آبیاری از قدیمی ترین فعالیت های بشری بوده که از دوران باستان تا کنون به کار گرفته می شود و هدف آن افزایش تولید محصولات کشاوری است. روش های مختلف آبیاری را می توان در دو دسته کلی آبیاری تحت فشار و آبیاری سطحی طبقه بندی کرد. اصلی ترین تفاوت بین آبیاری تحت فشار و سطحی نوع نیروی به کار رفته برای پخش آب در مزرعه و باغ است.
در آبیاری آب به کمک نیروی جاذبه زمین یا نیروی ثقل در روی زمین پخش می شود به همین علت نام دیگر آبیاری سطحی آبیاری ثقلی هست. در آبیاری تحت فشار از لوله و پمپ برای انتقال آب از پاشنده ها برای پخش آب در سطح مزرعه استفاده می گردد. منظور از پاشنده ها آبپاش ها یا قطره چکان ها هستند که بر روی لوله ای به نام لوله جانبی قرار دارند لوله جانبی را لوله لترال نیز می نامند. امروزه آبیاری تحت فشار به دلیل صرفه جویی در مصرف آب بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد.
آب قابل استفاده در گیاه
ریشه گیاهان در خاک مرطوب رشد نموده و آب را تازمانی که پتانسیل آب خاک به یک حد بحرانی برسد از خاک می‌گیرند آب قابل استفاده گیاه به آبی گفته می شود. که آن مقدار از آبی که خاک می‌تواند از طریق ریشه گیاهان خارج گردد و یا تفاوت محتوی آب ظرفیت مزرعه و درصد پژ مردگی دائم رطوبت قابل استفاده از خاک متأثر از خواص کلوئیدی خاک همچون سطح ویژه ذرات خاک می باشد.
مثلاً یک خاک رُسی لومی حدود ۲۰ درصد وزن خود آب قابل استفاده دارد. درحالی که یک خاک دارای بافت سبکتر مانند یک خاک شنی ریز حدود ۷درصد وزن خود آب قابل استفاده دارد. باید توجه‌کرد یک خاک دارای بافت شنی ریز کمتر از ۸ سانتیمتر آب در هر متر عمق خاک نگهداری می‌کند در حالی که یک خاک با بافت رُسی لومی حدود ۱۷ سانتیمتر آب قابل استفاده در هر متر عمق خاک نگهداری می‌کند.
چگونگی جذب و حرکت آب
در مقایسه با گیاهان یا خاک، هوا معمولاً دارای پتانسیل آب بسیار کم میباشد چونکه یک برگ زنده معمولاً دارای پتانسیل آب بیش از ۱۵- بار میباشد بنابراین یک اختلاف انرژی زیادی بین هوا و برگ وجوددارد که موجب استمرار حرکت آب به صورت بخار از برگ به هوا می‌گردد وقتی اتلاف آب از گیاه صورت نمی‌گیرد مثلاً در شب پتانسیل آب گیاه با پتانسیل آب خاک به حالت تعادل نزدیک می‌شوند.
اگر روزنه‌ها باز باشند اتلاف آب از برگ‌ها به طور مستمر ادامه داشته و موجب‌می‌شود که پتانسیل آب برگ نسبت به پتانسیل آب دمبرگ کاهش می یابد این جریان از محل پتانسیل آب زیاد به کم حرکت می‌کند لذا از دمبرگ به برگ جریان می‌یابد این جریان آب پتانسیل آب دمبرگ را که از حالت تعادل با پتانسیل آب ساقه میباشد. کاهش داده و لذا آب از ساقه به طرف دمبرگ جریان می‌یابد این اختلاف انرژی تا ریشه و خاک نیز ادامه دارد. به عبارت دیگر در سیستم انتقال آب از خاک به ریشه یک اختلاف پتانسیل به‌وجود می‌آید سرعت جذب اب و حرکت آن در داخل گیاه بستگی به محتوی رطوبت خاک، تماس ریشه و خاک، مقاومت‌های گیاه و خاک در برابر جریان آب و اختلاف پتانسیل آب موجود دارد.
تبخیر و تعرق
با توجه به تعریف تبخیر و تعرق که عبارتند از مجموع آبی که در مزرعه از طریق تبخیر و تعرق از گیاه از دست می‌رود را گویند تبخیر یک فرآیند وابسته به انرژی است. که متضمن تغییر از حالت مایع به بخارمی باشد شدت تعرق تابع اختلاف فشار بخار مقاومت در برابر جریان آب و توانایی گیاه و خاک از نظر انتقال آب به جایگاه تعرق می باشد.
تعرق عمدتاً نیروی محرکه جهت به جریان‌انداختن آب جذب‌شده در گیاه را علیرغم وجود نیروی ثقل و مقاومت‌های اصطکاکی موجود در مسیر آب در گیاه تأمین می کند. سرعت جذب فعال آب نقش ناچیزی در جذب آب ایفا‌می‌نمایند ووقتی این مکانیزم‌ها مشخص‌می‌شوند که تعرق کم‌بوده و یا متوقف شده است.
مقدار تبخیر و تعرق در سطح یک جامعه گیاهی تابع اختلاف پتانسیل آب بین خاک و هوای خارج و مقاومت موجود در سر راه حرکت آب به داخل گیاه یا حرکت آب به سطح خاک میباشد. تشعشع خورشیدی، درجه حرارت، رطوبت نسبی و باد عوامل محیطی عمده‌ای هستند که تبخیر و تعرق را اثر می گذارند. بسته شدن روزنه‌ها، تعداد و اندازه روزنه‌ها، مقدار برگ و خصوصیات برگ عوامل گیاهی هستند که مقاومت در سر راه انتقال آب از خاک به هوا را تشکیل می‌دهند.
عوامل محیطی مؤثر بر تبخیر و تعرق
اتلاف آب از گیاه توسط عوامل گیاهی و محیطی تعیین می‌شود اثر عوامل محیطی روی تبخیر و تعرق بنام نیاز اتمسفری یا نیاز تبخیری نامیده می‌شود.
هرقدر این نیاز بیشتر باشد سرعت تبخیر آب از سطح آزاد بیشتر می شود از عواملی که این نیاز را تحت تأثیر قرارمی‌دهند عبارتند از:
تشعشع خورشید، درجه حرارت، رطوبت نسبی و باد مثلاً با افزایش درجه حرارت این نیاز افزایش می‌یابد یا اینکه نیاز اتمسفری با رطوبت نسبی رابطه عکس دارد. یعنی اینکه با افزایش رطوبت تبخیر و تعرق کاهش می‌یابد. باید توجه نمود که تعرق موقعی صورت می‌گیرد که بخار آب از طریق روزنه‌ها به بیرون منتشر می‌شود.
در هوای آرام یک مانع اختلاف انتشار متشکل از یک لایه آب در اطراف روزنه‌ها ایجاد می‌شود. که شیب انتشار برگ و هوا کاهش می‌یابد بدین معنی که آبی از سطوح مرطوب درونی برگ به بیرون منتشر می‌شود. در مقابل خود به یک لایه آب از بیرون برگ رو برو می شود این لایه شیب انتشار بین برگ و هوا را در نتیجه تعرق کاهش می‌دهد. وقتی هوای متلاطم رطوبت موجود در نزدیکی برگ را دور می‌سازد اختلاف آب داخل برگ و در هوای مجاور روزنه‌ها افزایش می‌یابد و انتشار آب از برگ افزایش می‌یابد.
علاوه بر موارد فوق‌الذکر عوامل گیاهی نیز براین مقدارمؤثر می‌باشند مثل بسته‌شدن روزنه‌ها که در این صورت میزان تعرق کمتر می‌شود که خود بازو بسته‌شدن روزنه‌ها نیز تحت عواملی همچون میزان نور و رطوبت‌می‌باشند از عوامل مؤثر دیگر می‌توان به تعداد روزنه‌ها و اندازه آنها اشاره‌نمود هرچقدر این تعداد بیشتر و اندازه آنها بیشتر تبخیر و تعرق نیز افزایش‌می‌یابد.
تبخیر و تعرق بالقوه
تبخیر و تعرق بالقوه به مجموعه تبخیر و تعرقی گفته می‌شود که از یک سطح کاملاً پوشیده از گیاه و کاملاً مرطوب صورت می‌گیرد. که میزان آن را می‌توان با طشتک تبخیر تخمین زد اما باید دانست که در اغلب گیاهان زراعی تبخیر و تعرق در تمام طول رشد در حد بالقوه باقی نمی‌ماند. برای اینکه مواردی وجود دارد که با پوشش گیاهی کامل نبوده و یا رطوبت خاک قادر به جایگزینی رطوبت تلف شده از تعرق نیست.
گیاهان یک ساله با سطح برگ کمی شروع به رشد نموده و سطح برگ خود را در طول فصل رشد افزایش می دهند. چون گیاهان زراعی در دمای نسبتاً بالا و تشعشع زیاد سریع تر رشد می‌نمایند و چون نیاز اتمسفری در این شرایط بسیار زیاد است. لذا حداکثر برگ در زمانی که تبخیر و تعرق به حد بالقوه می رسد به جود می آید این امر معمولاً موجب نیاز حداکثر به آب در اواسط تابستان می‌گردد. تبخیر و تعرق بالقوه نمایانگر اثرات محیطی بر نیاز اتمسفری میباشد. و دارای نوسانات روزانه و سالیانه می باشد تبخیر و تعرق بالقوه از روی تبخیر از طشتک تبخیر تخمین زده می‌شود.
فهرست مطالب
مقدمه
آب قابل استفاده در گیاه
چگونگی جذب و حرکت آب
تبخیر و تعریق
عوامل محیطی مؤثر بر تبخیر و تعریق
تبخیر و تعریق بالقوه
راندمان مصرف آب
تاریخچه
معرفی سیستم آبیاری قطره ای
جنبه های مثبت و منفی در آبیاری قطره‌ای
بافت خاک و نفوذ پذیری
شوری و قلیائیت خاک
وجود لایه محدودکننده در پروفیل خاک
نوع زراعت
راهبری سیستم آبیاری قطره‌ای
نمونه‌ای از طراحی یک سیستم آبیاری قطره‌ای
فهرست منابع