تلاش‌‌ها برای بهینهسازی آبیاری باغ‌ها و زمین‌های کشاورزی منجر به اختراع روش آبیاری قطره‌ای شده است. این سیستم در انواع مختلف روسطحی و آبیاری زیر سطحی قابل اجراست. هرکدام از آنها ویژگی‌های خود را دارند. در روش آبیاری زیر سطحی، آبیاری کم‌فشار و با راندمان بالا، از طریق لوله‌هایی در زیر سطح خاک انجام می‌شود. این لوله‌ها به قطره‌چکان‌هایی متصل‌اند که آب کافی را به محیط ریشه می‌رسانند و باعث بهبود عملکرد می‌شوند.
این شیوه شاید به دلایلی مانند نیاز به سرمایه اولیه نسبتاً بالا، کمتر از روش‌های رایج و آشنا مانند روش‌های سنتی (کرتی و غرقابی یا جوی‌وپشته‌ای) و نوین (بارانی) شناخته شده باشد، ولی بیشتر از همه آنها در افزایش کارایی آبیاری و صرفه‌جویی در مصرف آب، و همچنین کنترل علف های هرز باغات پسته و بیماری‌ها نقش دارد. در صورت آگاهی از مزایا و معایب این روش و بررسی آن با توجه به شرایط اقلیمی و منطقه‌ای می‌توانیم مناسب بودن یا نبودن آن را برای هر باغ و مزرعه تشخیص دهیم. در ادامه با این روش آبیاری مدرن بیشتر آشنا می‌شویم.
روش آبیاری زیر سطحی چیست و برای چه مناطق و محصولاتی مناسب است؟
آبیاری زیر سطحی از زیر مجموعه‌های سیستم آبیاری قطره‌ای است که نیاز آبی محصول را از طریق لوله‌های مدفون در اعماق متفاوت خاک (بسته به نوع محصول) و با آبیاری کم‌فشار برطرف می‌کند. با اینکه فناوری‌های آبیاری نوین از سال 1959 میلادی در دسترسند، کشورهایی مانند ایران، امروز در حال آشنایی با روش‌های آن هستند. این سیستم انعطاف‌پذیری بالایی دارد و به‌خوبی از عهده آبیاری‌های سبک مکرر برمی‌آید. همین ویژگی، آن را برای مناطق خشک، نیمه‌خشک، گرم و بادخیز با منابع آبی محدود و به‌ویژه دارای خاک‌های شنی مناسب می‌کند.
راه‌اندازی این روش به سرمایه اولیه بیشتر و کارآمدی آن به نگهداری منظم و درست از تجهیزات آن نیاز دارد. بنابراین بسته به شرایط و تمایل کشاورزان به سرمایه‌گذاری، اجرا و همچنین نگهداری از سیستم آبیاری زیر سطحی، می‌توان آن را در زمین‌های زراعی و باغ‌های مختلف اجرا کرد. اثرات مفید و گوناگون آن از جمله عملکرد و کیفیت بهتر یا زودتر و یکنواخت‌تر رسیدن محصول در سراسر دنیا گزارش شده است. این تأثیرات در محصولات زراعی و سبزیجات و صیفی‌جاتی با ارزش اقتصادی مختلف مانند گوجه‌فرنگی، سیب‌زمینی، ذرت، پیاز، یونجه، توت‌فرنگی، طالبی، محصولات باغی مانند پسته و همچنین چمنزارها دیده شده است.
مزایای آبیاری زیر سطحی
- کاهش آلودگی نیترات
- کاهش آلودگی آب و خاک
- افزایش کارایی علف‌کش‌ها
- کاهش هزینه‌های نگهداری باغ
- کاهش تجمع نمک در منطقه ریشه
- کاهش تبخیر سطحی و هدررفت آب
- کنترل رشد علف‌های هرز در محدوده ریشه
- کنترل مصرف آب در عین تأمین آب کافی گیاه
- امکان انجام عملیات زراعی حتی در زمان آبیاری
- به حداقل رساندن آبشویی مواد مغذی از منطقه ریشه
- کمک به مدیریت و بهینهسازی مصرف انواع کود به‌ویژه ازت و پتاسیم
- بهبود عملکرد و کیفیت محصولات (مانند سنگینی و درشتی میوه در پسته)
- بهبود رشد و سلامت گیاه (مانند افزایش قطر تنه و شادابی ظاهری درختان پسته)
- آسان‌سازی دسترسی ریشه‌ها به مواد غذایی (با اعمال مستقیم آب به ناحیه ریشه)
- کاهش شیوع یا شدت بیماری‌ها به‌ویژه کاهش ابتلای درختان پسته به لکه‌برگی آلترناریایی و کم‌شدن شدت خسارت آن
- رفع مشکلات ناشی از آبیاری سطحی مانند پوسته‌شدن خاک، فرونشست عمقی، گسترش بیماری‌های قارچی، ایجاد شرایط اشباع در خاک، رواناب سطحی (که به فرسایش خاک می‌انجامد.)
معایب آبیاری به روش زیرسطحی
آبیاری زیر سطحی، با وجود تمامی مزایای خود، معایبی نیز دارد که مهمترین آنها عبارتند از:
- دشواری تعمیر لوله‌ها و قطره‌چکان‌ها
- احتمال آسیب‌دیدن ریشه‌ها هنگام نصب لوله‌ها
- تمایل ریشه‌های گیاه به رشد روی قطره‌چکان‌های کوچک
- مشخص نشدن انسداد قطره‌چکان‌ها تا زمان پژمرده‌شدن گیاهان
- احتمال شکستن یا ترک‌خوردن لوله‌ها یا آسیب‌دیدن‌شان در اثر فعالیت جوندگان
- نیاز به بازرسی‌های منظم و چندباره سیستم چه در کنترل خودکار و چه غیرخودکار
- اختلال در میزان آبرسانی به ریشه‌ها در اثر انتخاب لوله‌هایی با قطر نامناسب یا پمپ ضعیف و…
- خروج غیریکنواخت آب از قطره‌چکان‌ها در خاک‌های شنی یا با زه‌کشی سریع و نرسیدن آب کافی به خاک بالای قطره‌چکان‌ها
- نبود امکان استفاده از مزایای کود دامی در قالب چالکود (به‌ویژه در باغ پسته) به دلیل ناممکن‌بودن کندن چاله پس از اجرای سیستم
- گرفتگی قطره‌چکان‌ها در اثر رسوبات کلسیمی ناشی از pH و شوری بالای آب، رسوبات آهن و نیز تشدید گرفتگی در اثر برخی مواد آلی، باکتری‌ها و جلبک‌ها
خبر خوب اینکه بیشتر مشکلات احتمالی را با روش‌های مناسب (پیش یا پس از راه‌اندازی سامانه) می‌توان رفع کرد:
- انتخاب عمق مناسب لوله‌ها، فاصله قطره‌چکان‌ها در طول آنها و سرعت جریان آب
- محاسبات دقیق برای انتخاب تجهیزات (پمپ، لوله و فیلترها) متناسب با منطقه کشت و نوع محصول
- نگهداری درست سامانه آبیاری (تعمیر شکستگی و ترک لوله‌ها، رفع گرفتگی‌ها با شستشوی مکرر توسط مواد شیمیایی اسیدی، اسیدساز یا کلر)
عوامل مؤثر بر کارآمدی آبیاری زیر سطحی
عملکرد و عمر هر سیستمی به طراحی، راه‌اندازی و نگهداری آن بستگی دارد. نوع محصول، ویژگی‌های منطقه کاشت، دسترسی به منبع آب و نوع آن، کیفیت آب و نیازهای فیلتراسیون آن، انتخاب مواد و تجهیزات سیستم، ویژگی‌های خاک و حتی درجه اتوماسیون (خودکار یا نیمه‌خودکار بودن) سیستم آبیاری زیر سطحی بر طراحی و کارایی آن اثر می‌گذارد. ناگفته نماند، میانگین عمر یک سیستم آبیاری زیر سطحی 12 تا 15 سال در نظر گرفته می‌شود ولی برخی سیستم‌ها با نگهداری خوب تا 20 سال نیز دوام می‌آورند.
طراحی و تجهیزات لازم برای اجرای آبیاری زیر سطحی
اجزای سیستم آبیاری زیر سطحی در یک طراحی معمولی، شامل موارد زیر است:
-
شبکه انتقال آب و پمپاژ
از پمپ و لوله‌ها تشکیل می‌شود. جنس لوله‌ها متفاوت است و حتی از لوله (کانال)های سیمانی نیز ممکن است برای انشعابات بزرگتر استفاده شود. ولی بیشتر لوله‌ها معمولا پلی‌اتیلنی یا لی‌فلت (لوله تاشو) هستند که در قالب لوله‌های 16 یا 20 میلیمتری و نوارهای تیپ قابل تهیه‌اند. عمر و هزینه لوله‌ها با افزایش ضخامت دیواره آنها افزایش می‌یابد. لوله‌های لی‌فلت پرکاربردترند زیرا، دوام و انعطاف‌پذیری بیشتری دارند و سرعت جریان آب در آنها بالاتر است. همچنین امکان جابجایی، نصب و انبارکردن راحت‌تری دارند.
-
واحد فیلتراسیون (تصفیه)
قلب سیستم آبیاری زیر سطحی است و از ورود ناخالصی‌ها به سیستم و گرفتگی لوله‌ها و قطره‌چکان‌ها جلوگیری می‌کند. فیلترهای شنی، دیسکی، صفحه‌ای و توری از مهمترین اجزای این واحدند.
-
تنظیم‌کننده‌های فشار
خلاء‌شکن‌ها، دریچه‌های هوا و…، برای تنظیم شدت جریان مناسب در سیستم انتقال آب (جلوگیری از افت یا افزایش فشار) و اطمینان از تأمین نیاز آبی محصول کاربرد دارند. همچنین از قطره‌چکان‌ها در برابر آسیب‌های ناشی از فشار بیش‌ازحد آب محافظت می‌شود.
-
شیرآلات و اتصالات
برای تأمین و حفظ فشار مناسب در سیستم و اطمینان از کارکرد درست آن ضروری هستند. شامل شیرهای فشارشکن، چندراهه، جلوگیری از جریان برگشتی و… می‌شوند. برای جلوگیری از خساراتی چون آب‌بندی ناقص یا شکستگی‌های مکرر، کیفیت شیرها و اتصالات باید بالا باشد.
-
ونتوری یا واحد تزریق
برای تزریق برنامه‌ریزی شده کودها، سموم و مواد رفع گرفتگی به سیستم ضروری‌اند.
-
سیستم‌های مانیتورینگ
تجهیزات کنترلی هستند که بسته به خودکار بودن یا نبودن سیستم، برای انجام آبیاری و بررسی عملکرد سیستم (عیب‌یابی، هشدار و…) استفاده می‌شوند.
لوله‌کشی در زیر سطح خاک توسط تراکتور انجام می‌شود. عمق لوله‌گذاری بسته به ویژگی‌های خاک و نوع محصول از 15 تا 60 سانتی‌متر متغیر است. عمق‌های کمتر (۷ تا ۱۰ سانتی‌متر) برای محصولات با ریشه‌های کم‌عمق و سطحی، مانند توت‌فرنگی و سبزیجات مناسب هستند. در مقابل، عمق‌های بیشتر برای گیاهان چندساله‌ای که به کم‌آبی مقاوم هستند و دارای ریشه‌های عمیق، مانند پسته، مناسب می‌باشند. برای جلوگیری از یخ‌زدگی، شکستگی و ترکیدگی لوله‌ها (پلیکا) و جلوگیری از آسیب‌های دیگر نیز در پایان فصل زراعی باید اقدام به زمستانی کردن سیستم (تخلیه کامل لوله‌ها و لوازم جانبی) نمایید.
سخن پایانی
با توجه به کمبود آب در سراسر جهان و به‌ویژه مناطق پسته‌کاری ایران، روش آبیاری زیر سطحی به دلیل راندمان بالا و کمک بسیار زیاد به صرفه‌جویی در مصرف آب می‌تواند جایگزین مناسبی برای سیستم‌های سنتی یا آبیاری سطحی باشد. البته برای پیشنهاد جایگزینی روش‌های آبیاری، شرایط منطقه، میزان صرفه‌جویی در مصرف آب، افزایش محصول، تأثیر نوع آبیاری در رشد و تقویت گیاهان و وضعیت فیزیکی و شیمیایی خاک، هزینه‌های اجرا و نگهداری سیستم‌ها و استقبال کشاورزان نیز باید بررسی شود. برای طراحی سامانه آبیاری زیر سطحی، تعیین کیفیت تجهیزات آن، تعیین عمق و فاصله لوله‌ها و قطره‌چکان‌ها و دیگر موارد فنی حتماً از مشاوران کشاورزی کمک بگیرید.
منابع:
